déterminer la puissance des émetteurs

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Adèle Baril
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1 page 1/7 1. Bilan thermique d'un bâtiment DEPERDITIONS APPORTS GRATUITS BESOINS DE CHAUFFAGE PERTES CONSOMMATION 1.1. Objet du calcul des déperditions vérifier la conformité du bâtiment La réglementation thermique impose une limite supérieure aux déperditions thermiques d un bâtiment. déterminer la puissance des émetteurs La connaissance de la puissance perdue vers l extérieur conditionne la puissance à installer. estimer la consommation Les consommations d un local sont d autant plus élevées que les déperditions thermiques sont élevées Hypothèses régime permanent : température intérieure et température extérieure fixes. apports gratuits : pas d'apports gratuits pour le calcul des puissance des émetteurs. température intérieure de base : 18 [ C] mini et 19 [ C] maxi. température extérieure de base : dépend du lieu et de l'altitude Méthodes de calculs méthode officielle : règles de calcul du CSTB, règles Th-C (Th-U, Th-S) et Th-E méthode simplifiée : pour les exploitants ratio de déperditions volumiques : - bâtiment ancien : 3 [W/(m 3. C)] - bâtiment neuf : 1 [W/(m 3. C)]

page 2/7 2. Postes de déperditions Les déperditions existent dès qu il y a une différence de température entre la partie chauffée et son environnement immédiat.

2 page 2/7 2. Postes de déperditions Les déperditions existent dès qu il y a une différence de température entre la partie chauffée et son environnement immédiat. local non chauffé local chauffé [ C] - 9 [ C] délimitation du volume chauffé local non chauffé 1 déperditions surfaciques vers l'extérieur H D 2 déperditions surfaciques vers les locaux non chauffés H U 3 déperditions linéiques (ponts thermiques) 4 déperditions vers le sol (terre-plein) H S 5 déperditions par renouvellement d'air H V Les déperditions dépendent de : la température intérieure : t i la température extérieure de base : t e la qualité d isolation du bâtiment l apport d air neuf hygiénique

3 page 3/7 3. Déperditions surfaciques vers l'extérieur Les parois extérieures sont les murs extérieurs, les fenêtres, le toit, les toitures-terrasses, elles représentent généralement l essentiel des déperditions. elles sont fonction : ti te des matériaux de construction (bois, béton, isolant, ), de la surface A en [m 2 ] de la paroi en contact avec l extérieur, de l écart des températures intérieure t i et extérieure t e exprimé en [K] ou [ C]. les matériaux sont caractérisés par leur coefficient de transmission thermique U en [W/m 2.K]. ce coefficient représente la puissance perdue par 1 [m 2 ] pour un écart de température de 1 [K]. la puissance perdue par transmission surfacique s exprime donc par : P [W] = U [W/m 2. C]. A [m 2 ]. (t i - t e ) [ C] valeurs usuelles de coefficients U : paroi U [W/(m 2.K)] terrasse ou dalle ou mur plein, non isolé 3,0 terrasse ou mur creux, non isolé (briques creuses, parpaings...) 2,5 terrasse ou dalle ou mur, isolé, construction récente 0,5 vitrage simple sur châssis métallique 6,0 vitrage simple sur châssis non métallique (bois, PVC) 5,0 vitrage double sur châssis métallique 4,0 vitrage double sur châssis non métallique 3,0 porte bois pleine 3,0 porte bois creuse 2,0 cloison légère pleine 3,5 cloison légère creuse 2,5

4 page 4/7 4. Déperditions vers les locaux non chauffés Les locaux non chauffés sont les caves, les garages, les greniers, les couloirs non chauffés en désignant par t i, t e et t x respectivement les températures intérieure, extérieure et du local non chauffé, on peut écrire que la puissance émise du local chauffé vers le local non chauffé vaut : P = U. A. (t i t x ) = b. U. A. (t i - t e ) t i t x t e le coefficient de réduction de température b est un rapport d écarts de températures : b = t i t x t i - t e interprétation de b : Si b 1 alors t x t e Si b 0 alors t x t i valeurs indicatives pour b : (si on ne peut estimer la température du local non chauffé t x ) description du local non chauffé b hall d'entrée non chauffé d'un immeuble 0,8 hall d'entrée chauffé de 12 à 15 [ C] 0,2 cage d'escalier centrale séparée de l'extérieur par un sas d'entrée 0,3 cage d'escalier chauffée de 12 à 15 [ C] 0,2 cage d'escalier centrale donnant directement sur l'extérieur 0,4 comble non chauffé séparé des locaux chauffés par une paroi isolée 0,9 comble non chauffé séparé des locaux chauffés par une paroi non isolée 0,8 vide sanitaire aéré d'un bâtiment ancien 0,5 vide sanitaire aéré d'un bâtiment récent 0,7 vide sanitaire non aéré d'un bâtiment ancien 0,3 vide sanitaire non aéré d'un bâtiment récent 0,5 cave, garage, sous-sol d'un bâtiment très enterré, plafond non isolé 0,4 cave, garage, sous-sol d'un bâtiment très enterré, plafond isolé 0,7 cave, garage, sous-sol d'un bâtiment peu enterré, plafond non isolé 0,6 cave, garage, sous-sol d'un bâtiment peu enterré, plafond isolé 0,8

5 page 5/7 5. Déperditions linéiques (ponts thermiques) Les ponts thermiques correspondent aux jonctions des matériaux. t i ψ t e t i ψ la puissance perdue par les ponts thermiques est proportionnelle à la longueur de la liaison L [m] et à un coefficient de transmission linéique psi : ψ [W/m.K]. P [W] = ψ [W/m.K]. L [m]. (t i - t e ) [ C] en général, il existe un pont thermique sur tout le pourtour d une surface. pour une étude rapide, on prendra simplement : 10 % de la déperdition surfacique pour des logements faiblement isolés 30 % de la déperdition surfacique pour des logements très bien isolés 6. Déperditions vers le sol Les sols à considérer sont les terre-pleins. la plus grande partie des pertes par le sol s effectue sur la périphérie du local en contact avec l extérieur. La déperdition n est donc pas surfacique. on évaluera ces pertes grâce à un coefficient de transmission linéique psi : ψ [W/m.K] la puissance perdue vers le sol est donc : P [W] = ψ [W/m.K]. L [m]. (t i - t e ) [ C] L [m] est le périmètre du local intérieur mais donnant sur l'extérieur : on ne prend en compte que les murs qui donnent sur l'extérieur.

6 page 6/7 7. Déperditions par renouvellement d'air Elles dépendent du débit d air extérieur introduit dans le bâtiment Cas des logements on prend en compte le débit d air neuf correspondant au débit d air extrait par la ventilation mécanique ou naturelle, fixé par la réglementation (arrêté du 24 mars 1982) : Nombre de pièces principales du logement Débit à extraire en petite vitesse (m³/h) Global mini Cuisine mini Cuisine maxi Débit à extraire en grande vitesse (m³/h) Salle de bains ou de douches, communes ou non, avec cabinet d aisance Autres salles d eau Cabinet d aisances Unique Multiple la puissance perdue par renouvellement de l air neuf s exprime par : P [W] = 0,34. q v [m 3 /h]. (t i - t e ) [ C] 7.2. Cas du secteur tertiaire Dans les locaux à pollution non spécifique, le débit d air hygiénique est proportionnel au nombre d occupants du local : qv [m 3 /h] = débit par personne [m 3 /h.pers]. nombre de personnes débits de ventilation d'air neuf par occupant, selon la réglementation : secteur tertiaire débit d'air neuf [m 3 /h.pers] bureau, non fumeur 18 locaux sans interdiction de fumer Autres cas on calcule le débit d air neuf à partir d un taux de renouvellement d air [vol/h], fonction de l utilisation du local : q v [m 3 /h] = taux de renouvellement [vol/h]. volume du local [m 3 ]

7 page 7/7 1) Définition des locaux Affaire Pièce t i t e Nom 2) Déperditions par les parois A - Déperditions surfaciques paroi U L h A brute A déduite A nette b b. U. A [W/m 2.K] [m] [m] [m 2 ] [m 2 ] [m 2 ] [ ] [W/K] Sous-total A : B - Déperditions linéiques (ponts thermiques) Liaison ψ L b b. ψ. L [W/m.K] [m] [ ] [W/K] Sous-total B : Total transmission H T = A + B H T = 3) Déperditions par renouvellement d air taux de renouvellement qv 1-E 0,34.qv.(1-E) [vol/h] [m 3 /h] [ ] [W/K] E = Efficacité sensible d un éventuel récupérateur H V = 4) Déperditions totales D = H T + H V = Déperditions totales de la pièce [W] P = D. (t i - t e ) =

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