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Préambule

Le mode de calcul est détaillé dans les règles de calcul des caractéristiques thermiques utiles des parois de construction (règles Th - K 77 et de ses nombreux additifs)

Ceci n'est qu'un résumé des points importants concernant le calcul des déperditions

Calcul des déperditions

Les déperditions de base sont calculées en régime continu et indépendamment du système de chauffage.

Les déperditions de base d'un local comprennent :

DB = DBP + DBR ...... en Watt/°C

• U (ou anciennement K) = Coefficient de transmission surfacique en W/m²°C défini par le ThK-77
• A = Surface intérieure de chaque élément de paroi ; si la paroi est composée d'un seul élément, S (U A) s'écrit U A ; U est exprimé en W/m².K et A en m².
• Y = Coefficient de transmission linéique en W/m°C des liaisons d’éléments de parois donnant sur l’extérieur défini par le ThK-77.
• L = longueur intérieure de chaque liaison en m.

Déperditions de base par transmission à travers les parois pour un local donné

Les déperditions de base d'un local par transmission à travers les parois sont calculées par la formule suivante :

DBP = S . DP (ti - te) ......en Watt

S'il s'agit d'une paroi extérieure, d'une paroi en contact avec le sol ou d'une paroi donnant sur un espace non chauffé, te est la température extérieure de base

S'il s'agit d'une paroi donnant sur un local non résidentiel dont le programme de chauffage est connu, te est la température intérieure minimale de ce local. Si une telle température minimale n'est pas définie, le local est considéré comme non chauffé.

Exemple de calcul de déperditions d'un projet sur Excel

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Sites météo pour les calculs thermiques

Dans le programme de déperditions est intégré une bibliothèque des sites météo définissant les paramètres climatiques adoptés en général pour les calculs thermiques, notamment concernant les calculs des déperditions.

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Le mur est constitué généralement de plusieurs couches de matériaux d'épaisseurs et de conductivités thermiques différentes, l'équation de calcul devient :

où

où :

Coefficient d'échange superficiel

On admet conventionnellement que les résistances thermiques d'échanges superficiels intérieurs (1/hi ) et extérieurs (1/he ) ont les valeurs données dans le tableau ci-dessous, tableau où figure également la somme de ces résistances :

Bibliothèque des coefficients de transmission thermique pré déterminés

Les principaux coefficients de transmission thermique sont déterminés dans une bibliothèque disponible sur un fichier Excel (sur demande). Il suffit simplement de modifier l'épaisseur des matériaux ou de supprimer la ligne des matériaux non utilisés selon l'étude en cours.

 

On distingue les planchers bas, les murs et les planchers hauts enterrés.

Pour les planchers bas (2.41) et les murs (2.42), les déperditions pour 1K d'écart de température entre l'intérieur et l'extérieur (d) sont données par la formule :

d = k . L ......en Watt/K

Cette méthode de calcul intègre les déperditions aux liaisons mur - plancher bas, mur - plancher intermédiaire et mur - refend.

Pour les planchers hauts (2.43), les déperditions pour 1 K d'écart de température entre l'intérieur et l'extérieur sont calculées comme s'il s'agissait d'un plancher haut en contact avec l'extérieur. Ces déperditions sont donc égales au produit de la surface intérieure du plancher par son coefficient K.

 

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Les coefficients linéiques k donnés pour les liaisons avec les refends et les planchers et pour les angles de parois sont comptées 2 fois comme le montrent les schémas ci-dessous.

Les valeurs du coefficient k des liaisons les plus courantes sont données au chapitre VI Pour les liaisons ne figurant pas au chapitre VI , on se reportera éventuellement à l'Avis Technique concernant le procédé de construction considéré.

Faute de trouver les valeurs du coefficient U (anciennement "k") au chapitre VI ou dans un Avis Technique, on fera le calcul comme indiqué ci-dessous.

On distingue quatre types de parois :

 

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Le calcul s'effectue en distinguant le vitrage de la menuiserie. Les surfaces correspondantes, Ac (surface de clair) et Am (surface de menuiserie) sont celles indiquées ci-dessous  :

La surface Ac ne comprend donc pas la partie du volume verrier en feuillure. De même, la surface Am ne comprend pas la partie de la menuiserie prise dans la maçonnerie.

La somme Ac  + Am est égale à la surface en tableau, A, à laquelle est rapporté le coefficient K de la paroi vitrée.

Vitrages courants

Le coefficient U des vitrages simples et doubles constitués de feuilles de verre clair non traité de 4 mm est donné dans le tableau ci-dessous

Menuiseries métalliques sans coupure thermique

Le coefficient U (ou anciennement K) des menuiseries en aluminium ou en acier des fenêtres et portes-fenêtres battantes ou coulissantes est donné dans le tableau ci-dessous  :

Valeurs des coefficients U (anciennement "K") des parois vitrées courantes

La paroi vitrée (vitrage + menuiserie)

D'une façon générale, le coefficient K d'une paroi vitrée nue est donné par l'expression :

Kn  = Ks + Km  (1 - s) ......en W/m².K

Ces valeurs sont données dans les tableaux suivants. Elles s'appliquent à la surface en tableau et ne prennent pas en compte le coefficient de transmission linéique de l'encadrement de baie.

On donne dans tous les cas les valeurs du coefficient K de la paroi vitrée nue, Kn .

Coefficient U (anciennement "k") moyen jour-nuit

Dans les pièces du volume habitable, on admet que les parois vitrées sont équipées, à parts égales de degrés-heures, d'une part de voilages, et d'autre part, de l'ensemble voilages, rideaux et fermetures si ces dernières sont prévues au projet. Cette proportion résulte du constat que les rideaux et fermetures sont fermés sur 20 % des parois vitrées durant le jour et 75 % la nuit. Les degrés-heures de jour représentant environ 45 % du total des degrés-heures et celles de nuit 55 %, la part des déperditions avec rideaux et fermetures a pour valeur :

0,20 × 0,45 + 0,75 × 0,55 ~ 0,50

Ceci conduit à la définition d'un " coefficient U ou K moyen jour-nuit " dont l'expression est :

Cette valeur ne doit être utilisée que pour les fenêtres et portes-fenêtres situées dans le volume habitable des logements ou dans les chambres des bâtiments hospitaliers.

Ouvrants avec châssis PVC : Coefficient Km du châssis: 2,5 W/(m².K)

Ouvrants avec châssis bois : conductivité thermique utile du bois : 0,23 W/m.K

Fenêtres et portes-fenêtres avec châssis métallique

Fenêtres et portes-fenêtres avec châssis métallique à rupture de pont thermique Coefficient Km de menuiserie : 5 W/(m².K)

Véranda

Fenêtres et châssis fixes de bâtiments industriels

Coefficients de perméabilité

Perméabilité globale = 0,25 A0 + (m x suf ouvrants) + (v x long; volet)

(AO = surf des orifices de ventilation non auto réglable en cm2)

Type de menuiseries extérieures	valeur de m (/m2)
Simple fenêtre :
de classe A3  de classe A2  de classe A1  non classée	0,3 0,8 2 4
Double fenêtre :
1 fenêtre de classe A3 + 1 fenêtre quelconque  2 fenêtres de classe A2  1 fenêtre de classe A2 + 1 fenêtre quelconque A1  1 fenêtre de classe A1 + 1 fenêtre non classée  2 fenêtres de classe A1  1 fenêtre de classe A1 + 1 fenêtre non classée  2 fenêtres non classée	0,3 0,5 0,7 0,8 1,2 1,7 2,4
Portes donnant sur l'extérieur
porte avec seuil et joint d'étanchéité  porte courante  porte courante avec plots en feuillure	1,2 8 20
Trappes de combles perdu
avec joint d'étanchéité  sans joint	0,8 4
Perméabilité des caissons de volets roulants	v (ml)
- coffre extérieur sans communication avec l'intérieur  - coffre extérieur en communication avec l'intérieur    . et coffre intérieur avec joints calfeutrés    . autre coffre	0 0,2 1,5

 

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• Ac = Apports de chaleur directs ou indirects pour un degré d'écart entre les locaux chauffés et l'espace non chauffé.
• De = Déperditions directes ou indirectes vers l'extérieur pour un degré d'écart entre l'espace non chauffé et l'extérieur.

La valeur de Tau résulte de l’écriture de l’équilibre thermique entre le local chauffé et l’espace non chauffé :

Taux de renouvellement d'air pour locaux non chauffés (N dans DTU) et Taux de réduction du delta T de température.

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Il y a lieu de majorer les déperditions d’une paroi chauffante en contact avec l’extérieur ou un espace non chauffé, pour tenir compte des pertes d’énergie vers ce dernier lors du dimensionnement des éléments chauffants. Le chapitre 2,4 du ThG-91 expose divers cas de figures, on retiendra le cas courant du plancher chauffant en contact avec un local non chauffé :

                                 en W/°C

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Expression des déperditions de base par renouvellement d'air

Les déperditions de base par renouvellement d'air d'un logement ont pour expression :

DBR = 0,34 (ß . Qv + a . Qs) . (ti - te) ......en Watt/°C

Calcul pièce par pièce

Les déperditions de base par renouvellement d'air DBRi de la pièce i, sont déterminées à partir de celles de l'ensemble du logement par la formule :

DBRi = DBR . a . Pi/P

COMMENTAIRE

Dans le cas d'un logement à double exposition, les débits d'air neuf doivent être affectés d'un coefficient de majoration tenant compte de l'augmentation des débits lorsque la pièce est exposée au vent : dans le souci de simplifier l'expression des résultats, on n'a considéré que le cas où le nombre de pièces donnant sur chaque façade est identique. Pour chaque pièce, le débit d'air neuf à considérer est celui calculé lorsque la façade de cette pièce est exposée au vent : ce débit est égal au double de celui qui aurait été obtenu en admettant une répartition uniforme des débits selon les pièces.

Pi = S (Pe)i + S (Ps . A)i + S (PI . L)i + Po . Sh . Si/S