Analyse de l’efficacité énergétique d’un bâtiment
Comprendre l’Analyse de l’efficacité énergétique d’un bâtiment
Un architecte souhaite vérifier l’efficacité énergétique d’un nouveau bâtiment de bureaux à Paris. Le bâtiment a une forme rectangulaire, une superficie totale de 2000 m² répartie sur 4 étages, et est équipé de vitres double vitrage et d’une isolation en laine de verre. Les normes locales exigent que le bâtiment ait un coefficient global de transmission thermique (U) inférieur à 0,35 W/m²·K.
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Données:
- Surface des murs extérieurs : 800 m²
- Surface des fenêtres : 400 m²
- U des murs : 0,30 W/m²·K
- U des fenêtres : 1,1 W/m²·K
- Température intérieure souhaitée : 22°C
- Température extérieure moyenne en hiver : 5°C
Question:
1. Calculez la déperdition thermique totale à travers l’enveloppe du bâtiment pendant les mois d’hiver.
2. Évaluez si le bâtiment respecte les normes énergétiques locales concernant le coefficient U global. Si nécessaire, proposez des modifications pour améliorer l’efficacité énergétique.
Correction : Analyse de l’efficacité énergétique d’un bâtiment
1. Calcul de la déperdition thermique totale
La déperdition thermique totale à travers l’enveloppe du bâtiment peut être calculée en utilisant la formule suivante pour chaque composant (murs et fenêtres):
\[ Q = U \times A \times (T_{\text{int}} – T_{\text{ext}}) \]
Déperdition thermique à travers les murs:
\[ Q_{\text{murs}} = U_{\text{murs}} \times A_{\text{murs}} \times (T_{\text{int}} – T_{\text{ext}}) \] \[ Q_{\text{murs}} = 0.30 \, \text{W/m}^2\cdot\text{K} \times 800 \, \text{m}^2 \times (22 – 5) \, \text{°C} \] \[
Q_{\text{murs}} = 0.30 \times 800 \times 17 \] \[ Q_{\text{murs}} = 4080 \, \text{W} \]
Déperdition thermique à travers les fenêtres:
\[ Q_{\text{fenêtres}} = U_{\text{fenêtres}} \times A_{\text{fenêtres}} \times (T_{\text{int}} – T_{\text{ext}}) \] \[ Q_{\text{fenêtres}} = 1.1 \, \text{W/m}^2\cdot\text{K} \times 400 \, \text{m}^2 \times (22 – 5) \, \text{°C} \] \[ Q_{\text{fenêtres}} = 1.1 \times 400 \times 17 \] \[ Q_{\text{fenêtres}} = 7480 \, \text{W} \]
Déperdition thermique totale:
\[ Q_{\text{total}} = Q_{\text{murs}} + Q_{\text{fenêtres}} \] \[ Q_{\text{total}} = 4080 \, \text{W} + 7480 \, \text{W} \] \[ Q_{\text{total}} = 11560 \, \text{W} \]
La déperdition thermique totale du bâtiment en hiver est de 11,560 W.
2. Évaluez si le bâtiment respecte les normes énergétiques locales
Pour évaluer si le bâtiment respecte les normes énergétiques concernant le coefficient U global, nous calculons le U moyen pondéré:
\[ U_{\text{global}} = \frac{(U_{\text{murs}} \times A_{\text{murs}}) + (U_{\text{fenêtres}} \times A_{\text{fenêtres}})}{A_{\text{murs}} + A_{\text{fenêtres}}} \] \[ U_{\text{global}} = \frac{(0.30 \times 800) + (1.1 \times 400)}{800 + 400} \] \[
U_{\text{global}} = \frac{240 + 440}{1200} \] \[ U_{\text{global}} = 0.567 \, \text{W/m}^2\cdot\text{K} \]
Le coefficient U global est de 0,567 W/m²·K, ce qui est supérieur à la norme exigée de 0,35 W/m²·K. Pour améliorer l’efficacité, l’architecte pourrait envisager de remplacer les fenêtres par des modèles à triple vitrage ou d’améliorer l’isolation des murs pour réduire davantage les pertes de chaleur.
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