4) proposer une solution constructive appropriée.

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "4) proposer une solution constructive appropriée."

Yvette Carrière
il y a 7 ans
Total affichages :

1 Architecture 2 ème année / Bachelor Physique du bâtiment III Corrigé Série 2 Bilan thermique net d un mur pourvu d une isolation translucide 1) mur ancien (orientation sud) Umur = 1.1 W/m 2 K a = 0.6 2) après rénovation (orientation sud) Umur = 1.1 W/m 2 K a = isolation translucide 6 cm λisolant = 0.06 W/m K + verre simple 4 mm λverre = 0.81 W/m K Cherché 1) bilan thermique net du mur avant adjonction de l isolation translucide QNET [W/m 2 ] 2) bilan thermique net du mur après adjonction de l isolation translucide Q NET [W/m 2 ] 3) conditions de confort thermique estivales 4) proposer une solution constructive appropriée. + transmission énergétique globale du vitrage et de l isolant thermique g = 0.6 3) Condition : Lausanne hivernales Irradiation solaire Iinc = 90 W/m 2 Temp. air extérieur θe = 5 ºC Temp. air intérieur θi = 20 ºC

2 Extérieur θe = 5 ºC he = 25 [W/m 2 K] Bilan thermique net du mur ancien Intérieur θi = 20 ºC hi = 8 [W/m 2 K] I inc Iinc (1-a) Brique Q e Q abs Q i J s 1/ he d/λ 1/ hi R e R i Iinc Qabs Qi Qe a Re Ri : Eclairement énergétique solaire : Flux absorbé par un mur : Flux transmis à l intérieur(apports solaires) : Flux réémis vers l extérieur : Facteur d absorption du mur : Résistance de la partie extérieure du mur : Résistance de la partie intérieure du mur I inc = 90 W/m 2 a = 0.6 U mur = 1.1 W/m 2 K

3 Formule principale Q NET = Q i - J s,i e Q NET bilan net du mur (de l extérieur vers l intérieur) J s,i e Pertes thermiques (de l intérieur vers l extérieur) Q i apports solaires (de l extérieur vers l intérieur) Avec : Q i = I inc a R e R tot et R tot = R e + R i et U = 1 R tot

4 Application pour le mur ancien Lausanne 210 jours de chauffage 15 Octobre 15 Avril θe = 5 ºC Iinc = 90 W/m 2 (mur sud) Vieux mur de brique a = 0.6 U = 1.1 W/(m 2 K) Calcul pertes thermiques J s,i e = U (θ i θ e ) = = 16.5 W/m 2 Calcul apports solaires Q i = U a I inc / h e = / 25 = 2.4 W/m 2 Calcul bilan net Q NET = Q i - J s,i e = = W/m 2 Les apports solaires représentent environ 15% des pertes thermiques

5 Extérieur θe = 5 ºC he = 25 [W/m 2 K] Bilan thermique net du mur après adjonction de l isolation Intérieur θi = 20 ºC hi = 8 [W/m 2 K] Iinc (1-a) Brique Isolation translucide I inc Vitrage simple Q abs Q e Q i J s 1/ h e +d i / λ i d/λ 1/ hi R e R i Iinc = 90 W/m 2 a = 0.9 Umur = 1.1 W/m 2 K λ isolant = 0.6 W/m K gisolant+vitrage = 0.6 disolant = 0.06 m dverre= 4 mm λverre = 0.81 W/m K

6 Calcul Rtot et U R tot = 1/U + d i / λ i [+ d v / λ v ] = /0.06 [+0.004/0.81] = 1.9 (m 2 K)/W U = 1 / R tot = 0.52 W/(m 2 K) Résistance négligeable Calcul pertes thermiques J s,i e = U (θ i θ e ) = = 7.8 W/m 2 Calcul Absorption du rayonnement solaire par un mur Q abs = I inc g a = = 49 W/m 2 Calcul Re R e = 1 / h e + d i / λ i [+ d v / λ v ] = 1 / /0.06 [+0.004/0.81] = 1.04 (m 2 K)/W

7 Calcul Apports solaires Q i = R e Q abs / R tot = / 1.9 = 26.8 W/m 2 Calcul bilan net Q N = Q i - J s,i e = = +19 W/m 2 Les apports solaires sont supérieurs aux pertes thermiques. Gain thermique!! Conditions de confort thermique estivales Ce type de l isolation peut conduire à des surchauffes thermiques durant l été par excès d apports solaires (même sous nos latitudes). Proposer une solution constructive Des protections solaires mobiles doivent être installées devant ou derrière le vitrage.

8 Question 2: effet de la température intérieure On considère une température extérieure moyenne de 10 C durant le mois, pour une température intérieure de 23 C, le bilan net spécifique moyen est de 5W/m 2 sur 150m 2 d enveloppe. Ce bilan comprend les 1000 W de gain moyen. Quelle est l économie d énergie mensuelle potentielle si on diminue la température intérieure de 23 C à 18 C? Quel est le nouveau bilan net spécifique? Pour la situation initiale les pertes énergétiques mensuelles sont calculées comme ceci : Q N S (30 24)h = = Wh = 540 kwh Pour calculer l économie d énergie il faut d abord trouver les pertes spécifiques et en déduire les pertes spécifiques en fonction de la température. Il y a plusieurs façons d arriver à ce résultat, attention à ne pas mélanger spécifique et non spécifique: Les gains spécifiques : Les pertes spécifiques: Q i = = 6.7 W/m2 J s,i e = Q i Q N = = 11.7 W/m 2 Et ceci pour une différence de température de 13 C. Soit la valeur U correspondante J s,i e (θ i θ e ) = U = 0.9 W/m2 K Pour 8 C de différence de température, les pertes spécifiques deviennent donc : J s,i e Le nouveau bilan est donc : = U (θ i θ e ) = = 7.2 W/m 2 Q N = Q i J s,i e = = 0.5W/m 2 Soit un bilan quasi nul et des pertes énergétiques mensuelles de : Q N S (30 24)h = = Wh = 54 kwh Soit une réduction de près de 500kWh par mois.

Documents pareils

Comment optimiser la performance énergétique de son logement?

Comment optimiser la performance énergétique de son logement? Janvier 2014 AHF / J.M. VOGEL Plan de la présentation Contexte Objectifs Faire un premier bilan énergétique Les différents travaux d économies