AMCO 1901 : exercices de thermique

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Jean-Bernard Lambert
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2 Matériaux [W/mK],e[m] qt= k. (Tint- Text) [w/m2] Parois k = 1/RT [W/K] Ri, Re, Ra, Rvitrages RT = R [K/W] Bâtiment ks = aj kj Aj + ki li [W/K] Aj. niveau d'isolation thermique K Réglementation Fonctionnement Réglementation Déperditions thermiques de l enveloppe Déperditions thermiques par ventilation Déperditions thermiques totales Puissance thermique statique

Matériaux NBN B 62-002 (1987) (extrait) Caractéristiques : : conductivité

3 Matériaux NBN B (1987) (extrait) Caractéristiques : : conductivité thermique [W/mK] e : épaisseur [m] R : résistance thermique R = e / [m 2 K / W]

4 Matériaux R = e / [m 2 K / W]

5 Matériaux Caractéristiques : : conductivité thermique [W/mK] e : épaisseur [m] EXT text t pe INT R : résistance thermique R = e / [m 2 K / W] tpi t int

6 Parois composée d un matériaux Flux superficiel int. : EXT INT q = ( hci + hri ). ( tint - tpi ) = hi. ( ti nt- tpi ) Flux transmis dans paroi : q = / e. ( tpi - tpe ) text t pe Flux superficiel ext. : q = ( hce + hre ). ( text - tpe ) = he. ( text - tpe ) Flux traversant la paroi : qt = tint - text 1/hi + e/ + 1/he tpi t int

7 Parois composée d un matériaux On pose : EXT INT Ri = 1/hi Re = 1/he k = 1/ R = 1/RT où : k est la déperdition thermique de la paroi [W/m 2 K] Rt est la résistance thermique de la paroi [m 2 K/W] text t pe tpi t int qt = tint - text Ri + Rm + Re = tint - text RT qt = k. (tint - text) [w/m2]

8 Parois composée d un matériaux Coefficients de résistances thermiques d échange par rayonnement et convection de la surface de mur avec les ambiances extérieures ou intérieures : Re et Ri Ri = 1 / h i Re = 1 / h e m 2 K / W m 2 K / W Cas particuliers : - paroi en contact avec le sol : Re = 0 - paroi jouxtant un espace non chauffé à l abris du gel (caves, garage, etc ) : Re = Ri

9 Parois composée de plusieurs matériaux q = k. (t int t ext) [W/m 2 ] k = 1/Rt [W/m 2 K] (e1, 1) (e2, 2) Ra (e3, 3) Rt = Ri+ iei/ i+ Ra+ Re [m 2 K/W] Où Ra : est la résistance thermique d'une couche d'air (cf NBN pg 25) est fonction : de l'épaisseur de la couche de la direction et du sens du flux de l'émissivité des parois (e1, 1) Ra (e2, 2) e3, 3)

10 Parois spécifiques couche d air Tableau pour une couche d air non ventilée Couche peu ventilée : les valeurs sont divisées par deux couche très ventilée : on admet Ri à la place de la couche d air et Re

11 Parois exemple de mur intérieur :

12 Parois exemple de mur intérieur

13 Parois exemple de mur intérieur Exemple de mur intérieur :

14 Parois exemple de mur intérieur

15 Parois exemple de mur creux

16 Parois exemple de mur creux

17 Parois exemple de plancher sur sol Parois en contact avec le sol : Ri = 0

18 Parois exemple de toit incliné Bardages, Toitures ventilées : Re = Ri

19 Parois spécifiques châssis Châssis métalliques : K f,t =0.75 K vc K ch + 3 k l Autres châssis : K f,t =0.70 K vc K ch + 3 k l

20 Parois spécifiques châssis Châssis métalliques : K f,t =0.75 K vc K ch + 3 k l Autres châssis : K f,t =0.70 K vc K ch + 3 k l

21 Bâtiment Coefficient moyen de transmission thermique : ks ks = aj kj Aj + ki li [W/m 2 K] Aj Où : kj : Coefficient de transmission thermique de la paroi j [W/m2K] Aj : Surface de déperdition de la paroi j [m2] ki li : déperditions thermiques dues aux ponts thermiques [W/m2K] Aj : Surface de déperdition du bâtiment [m2] aj : Coefficients qui tiennent compte des effets de certaines conditions de bord

22 Bâtiment aj : Coefficients qui tiennent compte des effets de certaines conditions de bord Conditions aj Paroi verticale en contact avec le sol (mur d'un local chauffé, enterré) Paroi horizontale en contact avec le sol (sol d'un local chauffé, enterré) Paroi jouxtant un local non chauffé (garage, remise, cave) Paroi en contact avec l'extérieur (cas général) 2/3 1/3 2/3 1

23 Bâtiment Niveau d'isolation thermique globale du bâtiment : K Le calcul dépend de la compacité volumique du bâtiment (V/AT) : Si V/AT 1 K = ks * 100 Si 1 V/AT 4 K = ks * 300 / (V/AT + 2) Si V/AT 4 K = ks * 50 En effet, le législateur a voulu privilégier les grandes compacités. Pour les logements K max = 55

24 Bâtiment Exemple : Niveau d isolation thermique global K bâtiement

25 Bâtiment Exemple : Niveau d isolation thermique global K bâtiement

26 Parois composite Cas 1 : répartition des matériaux dans le sens perpendiculaire au flux Cas 2 : répartition des matériaux dans le sens parallèle au flux EX INT X EXT Y INT X Y Cela revient à considérer que le mur est fait d'une couche supplémentaire. On pondère donc les résistances. Rcouche2 = Rx + Ry = ex/ x + ey/ y Rcouche2 = X % e/ x + Y % e/ y Cela revient à considérer deux parois différentes. On pondère donc les kj, soit l'inverse des résistances. Car K = aj. kj. Aj Aj Rcouche2 = 1 Si ex = ey équ = X % X % + Y % Rx Ry cela revient à définir un équivalent x + Y % y et Rcouche2 = e/ équ.

27 Parois composites, exemple de toit incliné

28 Parois composites, exemple de toit incliné

29 Réglementation Coefficients k maximum pour les parois Murs de la surface de déperdition thermique du bâtiment (construction neuve et rénovation tous les bâtiments) Murs opaques (y compris les ponts thermiques) : 1.en contact avec l environnement extérieur ou un local non résistant au gel 2.en contact avec un local non protégé, mais résistant au gel 3.en contact avec le terre-plein k max (W/m²K) Bruxelle s Flandre (1) 0.6 (2) Wallonie Toitures ou plafonds supérieurs (3) 0.4 Planchers inférieurs : 1.au-dessus de l environnement extérieur ou d un local non résistant au gel 2.au-dessus d un local non protégé, mais résistant au gel 3.sur le terre-plein Murs ou éléments de murs translucides de la surface de déperdition du bâtiment (fenêtres, portes vitrées, ) Murs mitoyens entre deux volumes protégés ou entre deux appartements (4) (1) exigence valable uniquement pour les bâtiments résidentiels (2) un coefficient k plus élevé est autorisé ( 1 W/m²K ) si l on peut démontrer que ce choix n entraînera pas de problème de condensation (3) en cas de rénovation, l exigence est renforcée et portée à 0,4 W/m²K (4) le double vitrage ordinaire n'est plus autorisé dans la Région de Bruxelles-Capitale

30 Réglementation Coefficients k maximum pour les parois

31 Réglementation exigences relatives au niveau global K Bruxelles Flandre Wallonie Construction neuve Logement K55 K55 K55 ou be max (1) Scolaires & bureaux K65 - K65 Rénovation avec chang t d'affectation Logement At/s - K65 Scolaires & bureaux At/s - K70 (1) Le choix est libre entre le calcul du niveau K ou la détermination des besoins énergétiques par rapport à BE 450

32 Réglementation exigences relatives au niveau global K Bruxelles Flandre Wallonie Construction neuve Logement K55 K55 K55 ou be max (1) Scolaires & bureaux K65 - K65 Rénovation avec chang t d'affectation Logement At/s - K65 Scolaires & bureaux At/s - K70 (1) Le choix est libre entre le calcul du niveau K ou la détermination des besoins énergétiques par rapport à BE 450

33 Bâtiment Exemple : Niveau d isolation thermique global K bâtiement

34 Bâtiment Exemple : Niveau d isolation thermique global K bâtiement

35 Utilisations pratiques du K Déperditions thermiques de l enveloppe Q = aj kj Aj + ki li [W/K] Déperditions thermiques par ventilation PV = 0.34*V* [W/K] où : 0.34 est la chaleur spécifique de l'air [Wh/m3K] le taux de renouvellement d'air [h-1] Déperditions thermiques totales Q + PV [W/K] (Q PV ). dt Puissance thermique statique P = [W] T (Q+PV) * (Tint, réf -Text, réf)

36 Nouvelles réglementation basée sur une directive européenne La méthode de calcul (Performance Énergétique de Bâtiment) déterminera les besoins en énergie primaire du bâtiment : les caractéristiques thermiques de l enveloppe l étanchéité à l air du bâtiment la ventilation l orientation du bâtiment et le climat extérieur les équipements de chauffage et d ECS les installations de climatisation les installations d éclairage (si bâtiment non résidentiel) la qualité du climat intérieur (t, polluants )

37 Nouvelles réglementation basée sur une directive européenne Une certification de la performance thermique des bâtiments sera demandée : aux moments-clés de la vie du bâtiment lors de sa construction : communiqué au propriétaire lors de sa vente : propriétaire acheteur lors de sa location : propriétaire locataire validité maximale du certificat = 10 ans bâtiments publics : certificat affiché

38 Nouvelles réglementation basée sur une directive européenne En pratique : proposition PEB lors de l introduction du permis d urbanisme annexe PEB à la déclaration de commencement des actes et travaux, constitution d un dossier technique PEB disponible sur chantier déclaration de PEB au plus tard 6 mois après la réception provisoire Contrôles sanctions amendes administratives possibilité de réaliser des travaux de mise en conformité

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