Déperditions thermique d'une paroi
On fournit les données suivantes pour des éléments de construction d'une maison individuelle :
U en (W/m²K) | ||
Fenêtre simple vitrage 6 mm | A | 4.9 |
Fenêtre double vitrage 4/6/4 | B | 2.4 |
Fenêtre double vitrage argon 6/6/4 | C | 1.6 |
Murs maçonnerie de 30cm | I | 1.63 |
Murs maçonnerie de 20cm + 8 cm isolant | II | 0.35 |
Murs maçonnerie de 20cm + 20 cm isolant | III | 0.15 |
Dans le tableau suivant, on a reporté les températures moyennes horaires durant la journée à l'extérieur et à l'intérieur de la maison.
Heures de la journée | ||||||||||||||||||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | |
Température Extérieur | 5 | 4 | 4 | 3 | 2 | 1 | 1 | 2 | 4 | 6 | 7 | 8 | 10 | 10 | 11 | 11 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 6 | 5 | 5 |
Température Intérieur | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 | 18 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 | 18 | 18 |
ΔT (int – ext) | 13 | 14 | 14 | 15 | 16 | 17 | 17 | 17 | 15 | 13 | 12 | 11 | 9 | 9 | 8 | 8 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 13 | 13 | 13 |
Question
Quelle est la formule permettant de calculer l'énergie perdue (en Watt seconde) au travers d'un m2 de paroi de caractéristique « U » en une heure ?
Que devient cette formule en kWh ?
Réponse a)
Pour calculer le total d'énergie perdue, il faut multiplier U par la surface totale de la paroi, par la différence de température entre les deux faces ΔT (int – ext) et par le temps d'observation !
Pour l'exprimer en kWh, il faut d'abord l'exprimer en Watt heure et diviser par 1000 pour l'obtenir en kilowattheure.
Question
Quelle est l'énergie perdue (exprimée en Joules) par m2 des différents éléments de construction proposés (tableau 1) à 5h00 et à 13h00 ? Conclusion sur les performances d'isolation des éléments de construction ?
5h00 | 7h00 | ||
U en (W/m2K) | en Joules = Watt*seconde | ||
Fenêtre simple vitrage 6 mm | 4.9 | 299 880 | 158 760 |
Fenêtre double vitrage 4/6/4 | 2.4 | 146 880 | 77 760 |
Fenêtre double vitrage argon 6/6/4 | 1.6 | 97 920 | 51 840 |
Murs maçonnerie de 30cm | 1.63 | 99 756 | 52 812 |
Murs maçonnerie de 20cm + 8 cm isolant | 0.35 | 21 420 | 11 340 |
Murs maçonnerie de 20cm + 20 cm isolant | 0.15 | 9 180 | 4 860 |
Les déperditions (pertes énergétiques) sont proportionnelles au coefficient « U »
Dans le cas des fenêtres, on divise par 3 ces déperditions entre les éléments non performants et les plus performants
Dans le cas des murs, ce facteur passe à 10 !!
Question
On considère deux maisons : l'une mal isolée (A + I : simple vitrage et murs en maçonnerie) , l'autre bien isolée (C + III : double vitrages et murs très bien isolés) ; les surfaces de fenêtres et de murs sont les suivantes
Smurs = 100m² Sfenêtres = 18m²
Quelles sont les déperditions totales (exprimées en kWh) à travers ces surfaces et pour les deux modèles, sur la journée d'observation proposée ? Propositions :
en kWh | ||||
|---|---|---|---|---|
Maison mal isolée | 27.9 | 73.4 | 115.2 | |
Maison isolée | 5.8 | 12.8 | 29.4 | |
colonne du mileu : 73,4 kWh et 12,8 kWh sur la journée d'observation
Eléments pour répondre
Niveau 1 : il faut faire le même calcul précédent pour chaque heure mais appliqué aux surfaces réelles , faire ensuite l'addition et l'exprimer en kWh...
Niveau 2 : Pertes énergétiques sur une journée =
(UFenêtres
Sfenetres + UMurs
SMurs ) *
ΔT (int – ext)
Niveau 3 :
ΔT (int – ext) doit se faire sur les 24h00 ; résultat = 292 . Enfin, pour obtenir en kWh, ne pas oublier de diviser par 1000...
