VIATERMA. Murs chauffants/rafraîchissants. Documentation technique L E S S O L U T I O N S E X P E R T E S

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1 VIATERMA Murs chauffants/rafraîchissants Documentation technique L E S S O L U T I O N S E X P E R T E S

2 SOmmaIRE 1. Murs chauffants/rafraîchissants VIATERMA: un confort optimisé p.3 2. Système de murs chauffants/rafraîchissants VIATERMA p.4 3. Paramètres influents p.6

3 1. Murs chauffants/rafraîchissants ViaterMa : un confort optimisé VIATERMA est un système de murs chauffants/rafraîchissants, pouvant être mis en œuvre aussi bien en neuf qu'en rénovation. L emploi de modules préfabriqués simplifie la mise en œuvre tout en garantissant une installation de qualité. Le tube intégré dans les modules de diffusion agit sur la température superficielle de la paroi, la sensation de confort délivrée est incomparable : c'est l une des raisons majeures de l engouement des propriétaires et occupants pour ce système. L intégration du système VIATERMA dans les murs libère l'espace intérieur et supprime les contraintes liées aux radiateurs : c'est également un atout apprécié. La faible température de service ainsi que le faible temps de réaction sont des facteurs primordiaux qui garantissent un coût d exploitation très faible. 1.1 avantages des modules ViaterMa Le rayonnement émis par les modules est très proche de celui du soleil, ce qui permet un niveau de confort optimal, avec un temps de réponse court. Le chauffage par les murs ne provoque pas de déplacement d air et donc pas d inhalation de poussières. Il n'y a aucune carbonisation des poussières, ce qui garantit une ambiance optimale, essentielle pour les personnes allergiques. La température intérieure optimisée, la faible température de service et les faibles temps de réaction permettent de réaliser des économies d énergies. L'écart entre la température ambiante et la température des parois est limité, le chauffage se fait en douceur. La diffusion de chaleur ou de fraîcheur se fait sur une très grande surface d échange, l'ambiance thermique de chaque pièce est équilibrée. Les espaces intérieurs sont totalement libérés. La mise en œuvre des modules préfabriqués est propre et rapide. VIATERMA est parfaitement adapté à l emploi de systèmes solaires thermiques, de chaudières à condensation ou de pompes à chaleur. Le film VIATERMA sensor détecte instantanément les passages de tubes et permet l'accrochage de meubles et de tableaux. VIATERMA fonctionne en mode chauffage seul, en mode rafraîchissement seul ou en mode combiné chauffant/rafraîchissant. Les murs VIATERMA peuvent être combinés avec des planchers ou plafonds chauffants/rafraîchissants. > Mise en œuvre d'un module VIATERMA sur une ossature de cloison sèche Détection des tubes pour le perçage ou l'accrochage Application du film VIATERMA sensor, après 5 secondes, le passage des tubes est révélé. Les tubes chauffants/rafraîchissants sont rapidement et précisément repérés, grâce au film thermosensible VIATERMA sensor. Accrocher un tableau ou suspendre un meuble se fait en toute sécurité. Mur extérieur Isolation Module chauffant/rafraîchissant Ossature 3

4 1.2 Principe de fonctionnement Le mur chauffant VIATERMA émet près de 70 % de sa chaleur par rayonnement et garantit une quasi absence de déplacement d air, limitant ainsi le déplacement de poussières. Ce rapport rayonnement / convection très favorable, la surface d échange importante et le faible écart entre la température de la paroi et la température ambiante sont trois caractéristiques de VIATERMA qui permettent d obtenir des conditions optimales de confort. L utilisateur ressent la chaleur douce du système, même avec une température de consigne inférieure : par rapport à un système de chauffage par convection, il est possible de diminuer de 2 C la température de confort de la pièce, tout en conservant le même niveau de confort. Le principe d échange thermique VIATERMA, où la chaleur du mur est directement perçue, est largement supérieur aux systèmes de convection, où l'air réchauffé - et donc très mobile - sert de transmetteur de chaleur. Selon les données de l'ademe, la réduction d'un degré de la température de consigne entraîne 7% d'économie d'énergie, VIATERMA permet donc de réaliser 14% d'économies. Le régime de température d'une installation VIATERMA est de l ordre de 35 C en mode chauffage et de 18 C en mode rafraîchissement. Ces températures très modérées permettent d augmenter significativement le rendement des générateurs conventionnels ; elles sont idéales pour les chaudières à condensation et les pompes à chaleur. Si une eau de puisage est disponible, elle peut être utilisée comme fluide de rafraîchissement, quasiment gratuitement. Le temps de réponse extrêmement court du système provient d'une part de la faible inertie des tubes VIATERMA et d'autre part de la diffusion très directe par rayonnement. Cette réactivité permet une régulation plus fine et précise du système et optimise les économies d énergies. 2. Système de murs chauffants/rafraîchissants ViaterMa 4

5 625 mm 2.1 Module de diffusion ViaterMa Les modules VIATERMA sont des plaques de plâtre armées de fibre de cellulose d'une épaisseur de 18 mm, formant une cloison sèche. Ils sont adaptés à la pose sur les systèmes courants d'ossatures métalliques. 18 mm 2000 mm La taille des modules est de 18 x 625 x mm. Des plaques de même composition, de même épaisseur, mais sans tube, sont disponibles afin de compléter la cloison. > Mise en œuvre d'un module chauffant/rafraîchissant VIATERMA sur ossature métallique Chaque module est équipé d'une longueur de 14 mètres de tube, intégré à la plaque. Il est possible de monter en série jusqu'à 4 modules pour atteindre une longueur de tubes de 56 m. Le temps de réponse est très court, grâce à la faible inertie du tube, à la faible masse qui le recouvre et à la grande surface de diffusion. La capacité d'émission de chaleur peut atteindre 143 W (135 W/m²) pour une température de départ de 45 C. La capacité d'absorption de chaleur peut atteindre 48 W (45 W/m²) pour une température de départ de 16 C. 2.2 tubes, raccords et accessoires > Tube multicouche 11,6 x 1,5 mm VIATERMA utilise un tube multicouche pour équiper les modules de diffusion ainsi que pour le raccordement de ces modules. Ce tube est le fruit d'intenses recherches : il assure une meilleure transmission de chaleur, tout en évitant les nuisances sonores caractéristiques des tubes semi-rigides en matériaux de synthèse. Le choix du diamètre 11,6 x 1,5 mm est également judicieux pour garantir la bonne tenue mécanique des modules de diffusion et optimiser la quantité de chaleur émise. Les couches d'adhésifs spécialement étudiées garantissent la parfaite cohésion entre les différents composants L'âme en aluminium est soudée longitudinalement, par procédé laser > Raccords Le raccordement hydraulique des modules de diffusion se réalise grâce à des raccords spécifiques, mis au point spécialement pour VIATERMA. Étant inaccessibles après la pose, ils sont conçus, fabriqués et contrôlés pour garantir une sécurité maximale. > Régulation pièce par pièce Le thermostat électronique commande la vanne (horloge programmable et mode chauffant/rafraîchissant en option), permettant ainsi d'assurer en toute simplicité différentes températures dans différents espaces. Les couches intérieure et extérieure sont en polyéthylène de qualité supérieure > Collecteur Le collecteur de haute précision assure la régulation des débits d'eau chaude ou froide. Thermostat et régulation Collecteur Raccords 5

6 3. Paramètres influents Pour dimensionner une installation VIATERMA, il est nécessaire de connaître la composition du mur à équiper, l'usage de la pièce, le type de générateur et éventuellement le mobilier envisagé. Ces éléments permettent de définir la température optimale de départ. À RETENIR: le transfert de chaleur se réalise essentiellement par rayonnement (60 à 70 %) et par convection (30 à 40 %). la température superficielle de paroi détermine la capacité d'émission ou d'absorption du système. 3.1 isolation thermique des murs La valeur minimale de résistance thermique à respecter pour un bâtiment neuf est de U = 0,35 W/m²K pour un mur extérieur. Dans le cadre de la rénovation, cette valeur est de U = 0,40 W/m²K pour les murs extérieurs. Les murs séparant deux logements doivent être équipés au minimum d'une isolation de R = 0,75m²K/W. Si la composition du mur permet de répondre aux caractéristiques ci-dessus, il n'est pas nécessaire de prévoir une couche d'isolation complémentaire. > Isolation par l'intérieur / inertie légère > Isolation par l extérieur / inertie lourde 40 C 40 C 20 C 60 litres/h 20 C point de gel 60 litres/h 0 C point de gel 0 C -20 C -20 C Avec une isolation par l'intérieur, le temps de réponse des modules de diffusion VIATERMA est encore plus rapide. Le point de gel peut se situer à l'intérieur du mur, il faut obligatoirement vérifier le point de rosée, afin de garantir la pérennité de l'ouvrage. En règle générale, il est souhaitable de mettre en place une membrane d'étanchéité à la vapeur d'eau, côté local chauffé, devant l'isolant. Débit d'alimentation et température minimale Si les modules de diffusion et le mur sont thermiquement découplés, un débit d'alimentation minimum de 60 l/h et une température de départ minimale de 30 C sont recommandés. Le point de gel est généralement dans l'épaisseur de l'isolant, la formation du point de rosée n'est alors pas critique. La masse du bâti absorbant des calories, l'écart entre température de départ et température de retour est donc plus important. La capacité de stockage et le couplage thermique allonge le temps de réponse du mur, ce qui améliore l'efficacité énergétique de l'installation. L'inertie thermique peut être compensée par une élévation de la température du fluide et un débit plus important. Le couplage thermique des modules de diffusion avec le bâti est souhaitable pour les installations avec pompes à chaleurs, capteurs solaires thermiques et pour le mode rafraîchissant. Débit d'alimentation et température minimale Si le système s'appuie sur la capacité de stockage du bâti, un débit d'alimentation minimum de 60 l/h et une température de départ minimale de 40 C sont recommandés. 6

7 3.2 Définition du besoin de chaleur Pour la définition des déperditions : le flux déperditif de la cloison équipée du mur chauffant est supprimé puisque ce n'est plus une surface de déperdition pour la pièce, la perte au dos d'un mur intérieur peut, d'une manière générale, être négligée. Dans les constructions neuves, le niveau d'isolation élevé entraîne un besoin de chaleur plus faible, qui peut être obtenu par une diminution du nombre de modules de diffusion ; mais cette forte isolation tend à rendre indispensable un système de rafraîchissement. 3.3 implantation des modules dans la pièce L'implantation des modules se fera de préférence sur les surfaces murales libres, proches des zones de séjour. 50 % DE CAPACITÉ Si du mobilier doit être placé devant les murs diffuseurs ou si l'on veut se réserver cette possibilité, il convient de prévoir une surpuissance des modules afin de pouvoir compenser l'éventuelle baisse de performance. L'emploi de la régulation pièce par pièce associé au phénomène d'autorégulation des émetteurs à basse température permettent d'optimiser le coût énergétique malgré cette surpuissance, sans perte de confort. Un mur chauffant conserve 50 % de sa capacité, si l'on prend soin de conserver une garde au sol de 8 cm et une distance du mur de 6 cm, afin que l'air puisse circuler. > Capacité d'échange et raccordement La capacité d'émission et d'absorption du mur chauffant/rafraîchissant est fonction du type de raccordement hydraulique : à température et débit équivalents, 2 groupes de 2 modules auront une capacité d'échange supérieure à un groupe unique de 4 modules. 552 W 507 W 507 W (Température de départ : 45 C température intérieure : 20 C débit = 80 l/h) 10 % 1 d émission en moins 4 modules alimentés 2 par 2 installation optimale 4 modules alimentés en série 10 % d'émission en moins! 7

8 3.4 Capacités thermiques Les capacités thermiques d'émission et d'absorption sont fonction de la température de départ, du débit et de la température ambiante. Le tableau ci-dessous définit les capacités des modules en montage simple et en série de 2 à 4 modules. C A PA C I T É S T H E R M I Q U E S M O D U L E S C H A U F FA N T S / R A F R A Î C H I S S A N T S ( W / m o d u l e s ) Nombres de modules 1 module (L=14m) 2 modules (L=28m) 3 modules (L=42m) 4 modules (L=56m) Débits (l/h) Température départ de 45 C Température départ de 40 C Température départ de 35 C Température départ de 16 C Température départ de 17 C Température départ de 18 C Température ambiante ( C) Températures superficielles de parois en fonction des zones équipées La température de départ choisie est commune à toute l'installation. En mode chauffage, il est préférable de ne pas dépasser, en régime constant, une température de 45 C : c'est la valeur généralement retenue. En mode rafraîchissement, la valeur de température de départ est définie par la température de rosée. Généralement, la capacité de rafraîchissement est étudiée avec une température de départ comprise entre 16 et 18 C. Le débit minimal est de 60 l/h, afin de minimiser le temps de réaction. Température de surface : 35 C Emission : 122 W/m 2 pour 20 C Température de surface : 45 C Emission : 202 W/m 2 pour 24 C 3.5 températures de surface Contrairement au plancher chauffant, l utilisateur n est pas en contact avec la surface d échange, ce qui permet l emploi de températures de surfaces plus élévées. La température de paroi généralement retenue est de 35 C, ce qui correspond à une émission de l'ordre de 122 W/m² pour une température ambiante de 20 C. Pour les zones de passage, la température de paroi peut être de 45 C, ce qui correspond à une émission de l'ordre de 122 W/m² pour une température ambiante de 20 C ou 202 W/m² pour une température ambiante de 24 C. 3.6 Hydraulique Les réseaux de distributions comprenant plusieurs circuits doivent être équipés de systèmes d'équilibrage : un collecteur Velta Provario équipé de débitmètres permet de réaliser très facilement le réglage d'une installation VIATERMA. Les tubes VIATERMA sont étanches au passage de l'oxygène et sont d'un diamètre intérieur spécifiquement adapté pour optimiser l'hydraulique : l'installation ne nécessite pas de traitement anticorrosion et ne craint pas l'embouage. 8

9 3.6.1 Caractéristiques du réseau de distribution > Purge en mode chauffage Il n'est pas nécessaire de recourir à des systèmes particuliers pour le dégazage de l'installation : la qualité de surface à l'intérieur des tubes et leur diamètre favorisent l'évacuation naturelle de l'air, lors du remplissage. Le réseau de distribution doit, quant à lui, être purgé au niveau des collecteurs. Dans le cas d'un réseau de distribution passant par des points hauts, il est préférable de mettre en place des systèmes de purges automatiques. Réseau d'alimentation d'un mur chauffant/ rafraîchissant > Purge en mode réversible Du fait de la différence de solubilité des gaz en fonction de la variation de température, il est préférable de prévoir des systèmes de purges automatiques sur les collecteurs. > Raccordement à une installation existante Pour raccorder un système VIATERMA à une installation existante, il convient d'installer un séparateur de boues. > Isolation des tubes En mode rafraîchissement, il est nécessaire de prévoir une isolation des canalisations de distribution, avec un produit spécifique, étanche à la vapeur d'eau. Les produits courants ne répondent pas à cette contrainte. Si cette caractéristique n'est pas respectée, il faut définir une température de départ supérieure ou égale à 19 C pour éviter les problèmes de condensation. > Régulation en mode rafraîchissement Idéalement, la prise en compte de la température de rosée en un point de référence dans l'habitation doit être réalisée pour optimiser l'absorption du système (Veltamat 3D). Raccordement - par distributeur/collecteur débit maxi de 240 l/h par circuit Séparateur de boues (option) raccordement hydraulique des modules La distribution par collecteur limite le débit maximal des modules raccordables sur un seul et même circuit. Ce débit ne doit pas excéder 240 l/h. Afin de rester dans une limite acceptable de chute de pression différentielle, il faut veiller à ne pas dépasser une longueur totale de tube dans le module thermique (cf. illustration). Le montage côte à côte des modules avec alimentation série (cf. illustration) facilite la mise en œuvre. > Limite de longueur des circuits Raccordement maximum de 4 modules en série (soit 56 m). > Type de raccordement des modules Générateur de chaleur - chaudière basse température - chaudière à condensation - pompe à chaleur - capteurs solaires thermiques Générateur de froid - groupe froid - pompe à chaleur réversible - pompe à chaleur eau/eau - géothermie Raccordement simple - pertes de charges plus faibles - capacité thermique plus élevée Raccordement bitube - coût d'installation réduit - maximum de 5 modules et 1 dérivation par branche Raccordement série - moins de canalisations de distribution - maximum de 4 modules, soit une longueur maximale de tube de 56 m (4x14) 9

10 Spécificités du raccordement en bitube Courte distance entre les groupes : les groupes sont de même taille. Longue distance entre les groupes : le groupe le plus éloigné est plus petit. ATTENTION : - Maximum de 2 sous-groupes, ayant de préférence des longueurs de tube identiques ou proches. - Utiliser des raccords de connexions à faible perte de charges. - Pas plus de 5 modules dans le même groupe de distribution. - 1 seule dérivation possible dans la distribution. - Veiller à des pertes de charges faibles dans le réseau de distribution. - Pour les sous-groupes de petite surface, l'écart de température entrée/sortie sera plus faible Conseils pour la pose sur ossatures métalliques / cloisons sèches > Positionnement Les modules chauffants/rafraîchissants sont placés : - sur la face intérieure des murs extérieurs ; - ou sur les cloisons de séparation, côté volume chauffé. L'isolation thermique n'est pas indispensable entre deux locaux chauffés, elle est préférable pour les murs extérieurs. Les surfaces non chauffantes du mur seront réalisées avec des plaques sèches Fermacell de 18 mm. Il est nécessaire de veiller à respecter une hauteur de passage de 6 cm minimum entre le mur chauffant et le sol brut. Il convient de veiller à ce que le ravoirage recouvre suffisamment les canalisations de distributions passant sur le sol. > Technique de pose La technique de pose des modules est la même que celle des cloisons sèches, elle doit être maîtrisée par l'équipe de pose : c'est un élément à prendre en compte, notamment pour la rédaction des pièces de marché. 10 > Fixation La charge d'un module chauffant est de 21 kg/m², il convient d'en tenir compte pour la définition de la structure porteuse. Les modules sont fixés, soit : sur des profilés métalliques; sur l'ossature bois du bâti; directement sur une cloison sèche existante, à base de plâtre ou de panneaux de bois (OSB), en veillant à ce que la fixation se fasse effectivement sur les ossatures supports de la cloison sèche. Le montant de l'ossature sera d'au moins 50 mm de large; ou directement sur une cloison sèche ajoutée, s'il existe une contrainte phonique ou mécanique.

11 Quel que soit le cas de figure, il est indispensable de fixer le module sur son pourtour mais également en son milieu (312,5 mm) et donc, de prévoir l'ossature nécessaire. Le cas échéant, il peut être nécessaire de protéger les tubes en contact avec les ossatures métalliques si celles-ci devaient être coupantes. > Raccordement hydraulique Il doit être réalisé par une entreprise de chauffage ayant pris connaissance des spécifications de pose VIATERMA. Il est possible de réaliser les raccordements en utilisant les caniveaux de liaisons situés entre le sol et les modules chauffants. Il est indispensable de réaliser un nettoyage et rinçage de l'installation. De plus, il est nécessaire de monter en pression l'ensemble avant la fermeture des caniveaux de raccordements. La température de départ maximale admissible n'excédera pas 45 C. > Finitions La jonction bord à bord entre plaques est réalisée à l'aide d'un adhésif spécifique. Les murs ayant une longueur supérieure à 6 m seront traités avec des joints élastiques de type acrylique. Pour les finitions nécessitant un état de surface parfait, il est nécessaire d'enduire la surface des modules afin de reboucher les têtes de vis, d'éliminer le surplus des joints et de faire disparaître les éventuelles rayures. L'application d'enduits, la mise en peinture, la pose de carrelage mural doivent respecter les règles indiquées par les fabricants pour les parois sèches Fermacell Descriptif du système ViaterMa Système de murs chauffants/rafraîchissants. Cloison sèche émettrice. Composition des modules : - plâtre et fibre de cellulose, sans liant chimique, épaisseur de 18 mm; - canalisation en tube multicouche intégrée dans les modules; avec un pas de pose de 75 mm. Caractéristiques du tube : - tube multicouche, étanche à la diffusion d'oxygène : > couche intérieure en PE-RT, > âme en aluminium, > couche externe en PE-RT, - dimensions : 11,6 x 1,5 mm; - rayon de cintrage minimal : 5 x d, soit 58 mm ; - pression de service : 6 bar; - température de service : jusqu'à 50 C. Caractéristiques physiques des modules : - longueur : 2000 mm, - largeur : 625 mm, - épaisseur : 18 mm, - longueur de tube disponible pour la connexion : environ 2 x 40 cm; Livraison : à l'unité. Prestation de mise en œuvre du système VIATERMA : La réalisation se fait selon les règles énoncées par le fabricant. L'entreprise de chauffage réalisera les opérations suivantes, dont il faut tenir compte pour établir le coût de mise en œuvre : - livraison sur le chantier, - montage des modules sur ossature en acier galvanisé existante, - réalisation du circuit hydraulique, - rinçage du circuit, équilibrage et mise en pression de service. La prestation ne comprend pas : - le montage des ossatures en acier galvanisé, - la mise à disposition du mur en "prêt à décorer", - le lissage et le jointoiement. Ces opérations sont à la charge des autres entreprises spécialisées. 11

12 17A rue des Cerisiers - Zone d Activités BP F Furdenheim Tél Fax centrale@velta.fr - grafiti.fr