FICHE CALCUL CALCUL DES CHARGES S Version 00-203 Page / 6 RESISTANCE La résistance thermique notée «R» est la capacité d un matériau de résister au passage de la chaleur (flux thermique ), de l extérieur vers l intérieur, en fonction d une différence de température ( T). R = e R : Résistance thermique m². Kelvin / Watt e : épaisseur du matériau en m (mètre) : Lambda coefficient de conductivité thermique des matériaux (Verre, béton, bois...) Voir tableaux COEFFICIENT DE TRANSFERT Le coefficient de transfert thermique d'une paroi est noté ''U'' (ou anciennement ''k'') et caractérise la quantité de chaleur traversant une paroi, de l intérieur vers l extérieur, en régime permanent, par unité de temps, par unité de surface et par unité de différence de température entre les ambiances situées de part et d'autre de ladite paroi. U = R U : Coefficient de transmission thermique en Watt / m². Kelvin e : épaisseur du matériau en m (mètre) : Lambda coefficient de conductivité des matériaux (Verre, béton, bois...) Voir tableaux R : Résistance thermique LE FLUX C est l échange de chaleur traversant la paroi d un bâtiment, l isolation d un bâtiment vise à diminuer le flux thermique. = U x S x (Tint - Text) U : Coefficient de transmission thermique en Watt / m². Kelvin S : Surface du matériau en m² Tint : Température intérieur en C Text : Température extérieur en C : Flux thermique en W (watt) Text Epaisseur (e) S Matériau Tint Flux thermique ( )
FICHE CALCUL CALCUL DES CHARGES S Version 00-203 Page 2 / 6 TABLEAUX DES CONDUCTIVITES DES MATERIAUX MATERIAUX CONDUCTEURS CONDUCTIVITE ( ) MATERIAUX ISOLANTS CONDUCTIVITE ( ) ALUMINIUM 230,00 CUIVRE 380,00 FONTE 56,00 ACIER 52,00 PLOMB 35,00 GRANITE 3,00 PIERRE FROIDE (Marbre) 2,90 ARDOISE 2,0 POLY CARBONATE ALVEOLAIRE 2,00 PIERRE MEULIERE,80 BETON PLEIN,75 PVC,7 ENDUIT CIMENT,5 TERRE CUITE (Brique),5 VERRE,5 PIERRE TENDRE,00 EAU 0,660 PLATRE HAUTE DENSITE 0,500 CAOUTCHOUC 0,400 PLAQUES DE PLATRE 0,350 BETON CELLULAIRE 0,270 BOIS NATUREL (chêne) 0,230 PLEXIGLAS 0,90 PANNEAUX PARTICULES DE BOIS 0,40 LIEGE COMPRIME 0,00 CARTON 0,07 FIBRES MINERALES (LV/LR) 0,040 LAINE DE VERRE 0,04 PAILLE 0,04 POLYURETHANE EXPANSE 0,039 POLYURETHANE EXTRUDE 0,033 AIR 0,028 RESISTANCES SUPERFICIELLES EN m². Kelvin / Watt PAROI EN CONTACT AVEC L EXTERIEUR PAROI EN CONTACT AVEC UN AUTRE LOCALL (Chauffé ou non) un comble ou un vide sanitaire Rsi Rse Rsi+Rse Rsi Rse Rsi+Rse PAROI VERTICALE 0,3 0,04 0,7 0,3 0,3 0,26 PAROI HORIZONTALE AVEC FLUX ASCENDANT 0,0 0,04 0,4 0,0 0,0 0,20 PAROI HORIZONTALE AVEC FLUX DESCENDANT 0,7 0,04 0,2 0,7 0,7 0,34
CALCUL DES CHARGES S Version 00-203 Page 3 / 6 CALCUL DU COEFFICIENT DE TRANSFERT «PAROIS EN SERIE» Le transfert thermique des parois «en série» consiste à calculer le «U» global (le coefficient de transfert thermique) pour l ensemble des matériaux mis en multi-couche. Rse Paroi n 2 Paroi n Rsi Rayonnement Rayonnement Rayonnement Convection (e2) Convection (e) Convection U global U global = Rsi + e + Rse U global = Rsi + e + e2 2 + Rse U : Coefficient de transmission thermique en Watt / m². Kelvin e : épaisseur du matériau en m (mètre) : Lambda coefficient de conductivité des matériaux (Verre, béton, bois...) Voir tableaux Rsi : Résistance superficielle intérieur m². Kelvin / Watt (Voir tableaux) Rse : Résistance superficielle extérieur m². Kelvin / Watt (Voir tableaux) : Somme
CALCUL DES CHARGES S Version 00-203 Page 4 / 6 CALCUL DU COEFFICIENT DE TRANSFERT «PAROIS EN PARALLELE» Le transfert thermique des parois «en parallèle» consiste à calculer le «U» global (le coefficient de transfert thermique) pour l ensemble des matériaux mis sur le même plan tel qu une fenêtre avec son montant. Paroi n 2 (représente 75% de la surface totale) Paroi n (représente 25% de la surface totale) U global = (0,25 x Up) + (0,75 x Up2) Uglobal : Coefficient de transmission thermique total de la paroi en Watt / m². Kelvin Up : Coefficient de transmission thermique de la paroi, en Watt / m². Kelvin Voir tableau Up2 : Coefficient de transmission thermique de la paroi 2, en Watt / m². Kelvin Voir tableau 0,25 : Représente 25% de la surface totale (peut varier en fonction des parois) 0,75 : Représente 75% de la surface totale (peut varier en fonction des parois)
CALCUL DES CHARGES S Version 00-203 Page 5 / 6 Exemple n : Calculer le coefficient de transfert thermique (U) de la paroi suivante, sachant qu elle est composées de deux matières en parallèle: PVC à hauteur de 25% de la surface totale et du verre à hauteur de 75% de la surface totale. Paroi n PVC (représente 25% de la surface totale) / Nous recherchons la valeur de conductivité thermique pour chacune des matières qui compose la paroi. Pour le PVC :,7 (voir tableau) Pour le Verre :,5 (voir tableau) Paroi n 2 Verre (représente 75% de la surface totale) 2/ Nous pouvons alors écrire: Uglobal = (0,25 x Upvc) + (0,75 x Uverre) Uglobal = (0,25 x,7) + (0,75 x,5) Uglobal =,28 Watt / m². Kelvin,28 Watt / m². Kelvin correspond aux déperditions thermique de la fenêtre. Exemple n 2 : Calculer le coefficient de transfert thermique (U) de la paroi suivante, sachant qu elle est composée de deux matières en série, puis, calculer la température de surface de la paroi 2. Pour la paroi n de la laine de verre (isolant) de 8cm d épaisseur et pour la paroi n 2 du verre de cm d'épaisseur. Surface totale de la paroi m². / Nous calculons la résistance thermique totale «R» de la paroi R paroi = e verre + e isolant verre isolant R paroi = 0,0 +,5 0,08 0,04 = 2,008 m². Kelvin / Watt Text = 0 C 2/ Nous calculons le coefficient de transfert thermique «U» de la paroi U paroi = Rsi + e verre + e isolant + Rse verre isolant U paroi = 0,3 + 0,0 + 0,08,5 0,04 + 0,0,4 = 0,458 Watt / m². Kelvin Paroi n 2 cm Paroi n 8cm Tint = 20 C
CALCUL DES CHARGES S Version 00-203 Page 6 / 6 (Suite de l exercice ) 3/ Nous calculons le flux de transfert thermique = Uparoi x Surface x (Tint - Text) = 0,458 x x (20-0) = 4,58 w 4/ Nous calculons la température de surface de la paroi en verre = x (Tse - Text) Rse Paroi n 2 cm Paroi n 8cm Tse = x Rse + Text Tse 0,8 C Tse = 4,58 x 0,04 + 0 = 0,8 C Text = 0 C Tint = 20 C Rappels: Tse : Température surfacique extérieure Rse : Résistance surfacique extérieur Rsi : Résistance surfacique intérieur Tin : Température intérieur Text : Température extérieur