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CALCUL DES DEPERDITIONS 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.
Déperditions de base par transmission Les déperditions par transmission à travers une
paroi, pour une différence de température de 1
°C entre les ambiances que sépare cette paroi, sont
données par la formule suivante :
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
:
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
TEMPERATURE DE BASE Température intérieure de base Sauf indications contraires données dans les pièces du marché, on prend les valeurs fixées dans le Code de la Construction et de l'Habitation. A la date de mise à jour des présentes règles, le décret 88-319 du 5 avril 1988 en vigueur fixe à 18 °C la température résultante que les équipements de chauffage doivent permettre de maintenir au centre des pièces des logements. Toutefois, les pièces du marché peuvent fixer des températures différentes d'une pièce à l'autre. Température extérieure de base Sauf indication contraire des pièces du marché, la température extérieure à prendre en compte est la température extérieure de base déterminée comme suit. Pour définir la température de base, utiliser la carte ci-dessous pour trouver la zone correspondante et se reporter sur le tableau ci-après pour trouver la température de base en fonction de la tranche d'altitude du lieu considéré.
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.
COEFFICIENTS DE TRANSMISSION THERMIQUE (U) Le mur est constitué généralement de plusieurs couches de matériaux d'épaisseurs et de conductivités thermiques différentes, l'équation de calcul devient : 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.
Coefficients de transmission des parois en contact avec le sol 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 :
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.
COEFFICIENTS DE TRANSMISSION LINEIQUE 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 :
OUVRANTS 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 :
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)
DEPERDITIONS VERS LES ESPACES NON CHAUFFES Par espace non chauffé, on entend un local non chauffé,
un comble ou un vide sanitaire. Les déperditions par degré à travers une
paroi en contact avec un espace non chauffé sont données
par la formule :
La valeur de Tau est obtenue en écrivant que la température
de l'espace non chauffé résulte d'un équilibre
entre les apports de chaleur venant directement ou indirectement
des locaux chauffés et les déperditions directes
ou indirectes vers 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.
DEPERDITIONS DES PAROIS CHAUFFANTES 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 :
DEPERDITIONS PAR RENOUVELLEMENT D’AIR Expression des déperditions de base par renouvellement d'air Les déperditions de base par renouvellement d'air d'un
logement ont pour expression :
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 :
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.
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