Fonds de formation professionnelle de la construction MODULE 4.1A CALCUL DES Dé

Fonds de formation professionnelle de la construction MODULE 4.1A CALCUL DES DéPERDITIONS THERMIQUES - Élaboration théorique Manuel modulaire Chauffage central 2 Numéro Dépôt légal: D/2013/1698/06 Mise en perspective Les manuels relatifs au chauffage central sont légion, mais ils sont la plupart du temps désuets ou trop théoriques. La demande pour un guide pratique est dès lors grande. Le ‘Manuel modulaire Chauffage central’ a été rédigé à la demande de fvb-ffc Constructiv (Fonds de Formation professionnelle de la Construction), sous l’impulsion de Roland Debruyne, président honoraire de l’ICS (Union belge des Installateurs en Chauffage central, Sanitaire, Climatisation et Professions Connexes) et avec l’appui de la BOUWUNIE (la fédération flamande des PME de la construction). Plusieurs enseignants, la Vlaams Agentschap voor Ondernemersvorming, Syntra Vlaanderen et plusieurs entreprises ont uni leurs forces et constitué l’équipe de rédaction. Cet ouvrage de référence repose sur la structure de formation modulaire élaboré par le Service Formation professionnelle du Ministère flamand de l’Enseignement et de la Formation. Cette structure a elle-même été extraite du profil professionnel. Dès lors, certains volumes s’adresseront davantage à l’exécutant (monteur), tandis que d’autres intéresseront davantage le collaborateur d’entretien (technicien) ou le responsable (installateur). La structure actuelle, composée de modules et de volumes, figure sur le dos de ce manuel. Nous l’adapterons, si la formation l’exige, en cas d’ajout de nouvelles techniques. Ce livre alterne le texte et les illustrations, afin que son contenu vous soit également présenté de manière visuelle. Chaque sujet débute par une description pratique, qui se rapporte à la réalité et aux principes de l’apprentissage des compétences. Vous n’y trouverez en revanche aucun exercice pratique, car il ne s’agit pas d’un manuel scolaire. Indépendant du type de formation Nous ambitionnons d’organiser une formation permanente; c’est la raison pour laquelle il s’agit d’un ouvrage de référence pour plusieurs groupes cibles. Que vous soyez un élève, un participant à un cours de formation des classes moyennes, un demandeur d’emploi en formation, un chauffagiste désireux de « rester dans le coup » ou un installateur désireux de rafraîchir ces techniques, vous y trouverez chaussure à votre pied Une approche intégrée L’installation durable est un des fils rouges de ce manuel. La sécurité, la santé, l’environnement, … sont parfois même abordés comme un thème distinct. Nous prévoyons en outre dans chaque volume un encadré séparé consacré aux sciences appliquées. Vous y trouverez également des extraits de normes et de publications du CSTC. Robert Vertenueil, Président du fvb-ffc Constructiv AVANT-PROPOS 3 module 4: Volume 1A Calcul des déperditions thermiques 4 © Fonds de Formation professionnelle de la Construction, Bruxelles 2013 Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation, par quelque procédé que ce soit, réservés pour tous les pays. D/2013/1698/06 Rédaction Coordination: Patrick Uten Groupe de travail: Paul Adriaenssens Inge De Saedeleir Gustaaf Flamant René Onkelinx Jacques Rouseu Textes: Frans Despierre Jacques Rouseu Patrick Uten Dessins: Thomas De Jongh Rélecture: René Onkelinx Contact Pour adresser vos observations, questions et suggestions, contactez: fvb-ffc Constructiv Rue Royale 132/5 1000 Bruxelles Tél.: 0032 2 210 03 33 Fax: 0032 2 210 03 99 website : ffc.constructiv.be Contexte Deux volumes ont déjà été rédigés sur le même sujet: Module 4:   Conception, dimensionnement et réglage des installations de chauffage central Volume 1A - Calcul des déperditions thermiques : Elaboration théorique Volume 1B - Calcul des déperditions thermiques : Mise en oeuvre pratique Les principes ci-après ont présidé à la rédaction de ces volumes: • Le texte est basé sur les normes belges NBN B 62-002 (calcul des valeurs U), NBN 62-003 (calcul des déperditions thermiques) et NBN EN 12831 • Nous n’avons pas tenu compte du niveau de la nappe phréatique; • Le calcul des déperditions thermiques s’effectue dans un contexte pratique; • les symboles s’inspirent également de EN 12831, du Rapport n° 1 du CSTC, ... (pas toujours très clair); • Un exercice de calcul est proposé à l’aide de la maquette d’une maison, disponible auprès de fvb-ffc Constructiv; •  Nous avons mis au point deux feuilles de calcul: Calcul de la valeur U et Calcul de la déperdition thermique, que nous avons automatisées au maximum. Vous pouvez les télécharger sur notre site web: ffc.constructiv.be , dans la rubrique “publications” Le présent manuel s’applique à la conception des installations de chauffage des maisons individuelles. Table des matières AVANT-PROPOS����������������������������������������������������������������3 TABLE DES MATIèRES �������������������������������������������������5 2. SYMBOLES UTILISéS ���������������������������������������������8 3. TRANSFERT DE CHALEUR��������������������������11 3.1. Qu’est-ce que le transfert de chaleur?������������11 3.1.1. Transfert de chaleur par conduction ��������������������11 3.1.2. Transfert de chaleur par convection��������������������12 3.1.3. Transfert de chaleur par rayonnement ����������������12 3.2. Température ��������������������������������������������������������������������14 3.3. Confort thermique ������������������������������������������������������14 3.3.1. Introduction ���������������������������������������������������������������14 3.3.2. Confort������������������������������������������������������������������������15 3.3.3. Paramètres de confort ���������������������������������������������15 3.3.4. Activité������������������������������������������������������������������������15 4.  CONCEPTS UTILISéS POUR LE TRANSFERT DE CHALEUR DANS LES MURS�����������������������������������������������������17 4.1.  Coefficient de conductivité thermique d’un matériau �����������������������������������������������������������������17 4.2.  Résistance thermique (Rm) d’un matériau homogène�����������������������������������������������������������������������18 4.3.  Coefficients d’échange thermique (h) en W / (m² • K) ������������������������������������������������������������������19 4.4.  Résistance à l’échange thermique (Rse ou Rsi) en (m² • K) / W������������������������������������������20 4.5.  Coefficient de transmission thermique, valeur U en W / (m² • K)���������������������������������������������21 4.6.  Détermination schématique du coefficient de transmission thermique�����������������������������������26 4.6.1. L’échange thermique�����������������������������������������������26 4.6.2. La transmission thermique �������������������������������������27 4.7.  Coefficient de transmission thermique linéaire la valeur ψ en W / (m • K)������������������������28 4.8. Exemple pratique��������������������������������������������������������29 4.9.  Température et évolution de la température dans la paroi ��������������������������30 4.9.1.  Détermination de la température à un endroit donné de la paroi (θw) ����������������������������������������������30 4.9.2.  Calcul de l’évolution de la température dans la paroi ���������������������������������������������������������������31 4.9.3. Courbe de température dans la paroi�����������������32 4.10. Calcul de Rvaleur idéale  ���������������������������������������������������33 5.  NOTIONS IMPORTANTES EN MATIèRE DE TRANSMISSION THERMIQUE ������������35 5.1. Flux thermique (Ф)�����������������������������������������������������35 5.2. La quantité de chaleur (Q)�������������������������������������36 6.  FACTEURS IMPORTANTS POUR LA TRANSMISSION DE CHALEUR����37 6.1. L’isolation ���������������������������������������������������������������������������37 6.1.1. Aspects généraux de l’isolation����������������������������37 6.1.2. Exigences à l’égard du matériau d’isolation�������38 6.1.3. Classification��������������������������������������������������������������38 6.2. Vitrage (fenêtres et portes)������������������������������������39 6.2.1. Fenêtres et portes �����������������������������������������������������39 6.2.2. Vitrage�������������������������������������������������������������������������40 6.2.3. Doubles fenêtres (valeur Uw) ����������������������������������42 6.3. Nœuds constructifs (ponts thermiques) �������43 6.4. Condensation sur les constructions����������������44 5 module 4: Volume 1A Calcul des déperditions thermiques 6 Table des matières 7.  COEFFICIENT DE TRANSFERT DE CHALEUR H EN (W/K) �����������������������������45 7.1. Généralités�����������������������������������������������������������������������45 7.2.  Coefficient de transfert de chaleur H en (W/K)����������������������������������������������������������������������������46 7.3.  Coefficient de transfert de chaleur total (HT) par transmission d’un bâtiment en W/K.....��47 7.3.1.  Coefficient de transfert direct de chaleur (HD) par transmission de l’espace chauffé d’un bâtiment vers l’environnement extérieur, en W/K��������������48 7.3.2.  Coefficient de transfert de chaleur par transmission via le sol ou via des espaces non chauffés renfer- més en tout ou en partie par le sol (Hg) en W/K��49 7.3.3.  Coefficient de transfert de chaleur par transmission (HU ) entre des espaces chauffés et l’environnement extérieur via des espaces attenant non chauffés (EANC) en W/K�����������������������������������������������������������50 7.3.4.  Coefficient de transfert de chaleur par transmis- sion (HA) entre espaces chauffés et bâtiments contigus, en W/K �������������������������������������������������������52 7.4.  Coefficient de transfert de chaleur (HV) par ventilation dans le volume protégé, en W/K ���53 8.  DéPERDITIONS DE CHALEUR DANS LES BâTIMENTS������������������������������������55 8.1.  Objectifs et principes de la méthode de calcul����������������������������������������������������������������������������55 8.2. Procédure de calcul pour un local chauffé ��55 8.3. Données d’entrée��������������������������������������������������������56 8.3.1. Températures extérieures θe����������������������������������56 8.3.2. Températures intérieures θint ����������������������������������56 8.3.3. Données relatives au bâtiment�����������������������������57 8.3.4. Données relatives à la ventilation �������������������������57 8.4.  Déperditions de chaleur d’un local (ΦHL) en W��������������������������������������������������58 8.4.1.  Déperdition de chaleur par transmission d’un local (ΦT) en W�������������������������������������������������58 8.4.2.  Déperdition de chaleur par ventilation d’un local (ΦV) en W������������������������������������������������59 8.5.  Déperditions de chaleur totales d’un local (ΦHL) en W��������������������������������������������������59 8.5.1.  Facteur d’accroissement pour l’orientation (M0) ����������������������������������������������60 8.5.2.  Facteur d’accroissement pour les parois froides (Mcw) �����������������������������������60 8.6.  Résumé des déperditions de chaleur totales ΦHL�����������������������������������������������61 9.  PEB (PERFORMANCE éNERGETIQUE DES BâTIMENTS)������63 9.1. Décret d’application��������������������������������������������������63 9.2.  Qu’est-ce que la performance énergétique d’un bâtiment?��������������������������������65 9.3. Obligations en matière de PEB���������������������������66 9.4. Résumé������������������������������������������������������������������������������67 10 RéFéRENTIEL�������������������������������������������������������������69 10.1. Valeur Uw d’une fenêtre �����������������������������������������69 10.2. Condensation ��������������������������������������������������������������70 10.2.1. Condensation superficielle����������������������������������70 10.2.2. Facteur de température (f)����������������������������������72 10.2.3. Quelques exemples de matériaux d’isolation���73 11. SCIENCES APPLIQUéES�����������������������������83 11.1. Condensation ��������������������������������������������������������������83 11.2. Tension de vapeur����������������������������������������������������84 11.3. Diffusion de la vapeur d’eau������������������������������85 11.4. Anodisation������������������������������������������������������������������86 11.5. Emaillage ������������������������������������������������������������������������86 7 module 4: Volume 1A Calcul des déperditions thermiques 2. SYMBOLES UTILISéS 8 2. SYMBOLES UTILISéS Symbole Description unité θ température °C T température K θe température extérieure °C θint température ambiante, température intérieure (auparavant θi) °C θv température de départ de l’eau (chaudière) °C θr température de retour de l’eau (chaudière) (auparavant θt) °C θin température d’entrée de l’eau (corps de chauffe) (auparavant θi) °C θout température de sortie de l’eau (corps de chauffe) (auparavant θU ) °C Δθ = ΔT écart de température °C ou K Δθr écart de température de l’eau dans le radiateur °C ou K Δθ50 75/65/20 Δθ60 : 90/70/20 °C ou K θink température d’entrée de l’eau dans le circuit °C θoutk température de sortie de l’eau du circuit °C θkring température de mélange de uploads/Ingenierie_Lourd/ chauffage-central-calcul-des-deperditions-thermiques-elaboration-theorique.pdf

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