Analyse d’un Mur Exposé au Soleil

Analyse d’un Mur Exposé au Soleil

Comprendre l’analyse d’un Mur Exposé au Soleil

  • Vous avez un mur extérieur d’une maison, orienté vers le sud.
  • Les dimensions du mur sont de 4 m de largeur et 2,5 m de hauteur.
  • Le coefficient d’absorption du béton pour le rayonnement solaire est de 0,7.
  • L’intensité du rayonnement solaire est de 600 W/m².

Objectif :

Calculer la quantité de chaleur absorbée par le mur en une journée ensoleillée de 10 heures.

Questions :

a) Calculez la surface du mur.

b) Calculez l’énergie absorbée par le mur par heure.

c) Calculez la quantité totale de chaleur absorbée par le mur en une journée de 10 heures.

Application Pratique :

Discutez comment cet échange thermique par rayonnement peut affecter le confort thermique à l’intérieur de la maison.

Proposez des solutions pour améliorer l’isolation thermique du mur.

Correction : analyse d’un Mur Exposé au Soleil

1. Calcul de la Surface du Mur

La surface du mur S est donnée par

    \[ S = \text{largeur} \times \text{hauteur}. \]

Ici,

    \[ S = 4\, \text{m} \times 2.5\, \text{m} = 10\, \text{m}^2. \]

2. Calcul de l’Énergie Absorbée par le Mur par Heure

L’énergie absorbée par unité de surface par heure E_{\text{abs}} est donnée par

E_{\text{abs}} = \text{intensité du rayonnement solaire} \times \text{coef d'absorption}

Ici,

    \[ E_{\text{abs}} = 600\, \text{W/m}^2 \times 0.7 \]

    \[ E_{\text{abs}} = 420\, \text{W/m}^2. \]

Notez que l’unité W (Watt) est une unité de puissance, qui correspond à des joules par seconde.

3. Calcul de la Quantité Totale de Chaleur Absorbée par le Mur en une Journée

La quantité totale de chaleur Q_{\text{total}} absorbée en une journée est donnée par

Q_{\text{total}} = E_{\text{abs}} \times S \times \text{nombre d'heures d'ensoleillement}

Ici,

    \[ Q_{\text{total}} = 420\, \text{W/m}^2 \times 10\, \text{m}^2 \times 10\, \text{heures} \]

    \[ Q_{\text{total}} = 42000\, \text{Wh} \text{ ou } 42\, \text{kWh} \]


(car 1 kWh = 1000 Wh).

4. Discussion sur l’Impact du Rayonnement sur le Confort Thermique à l’Intérieur

  • L’absorption de cette quantité de chaleur par le mur peut augmenter la température du mur et, par conséquent, la température intérieure de la maison.
  • Cela peut conduire à un inconfort pendant les journées chaudes, surtout si la maison n’est pas bien isolée.

5. Solutions pour Améliorer l’Isolation Thermique :

  • Utiliser des matériaux à faible conductivité thermique pour le mur ou ajouter une couche isolante externe.
  • Installer des pare-soleils ou des plantes grimpantes pour réduire l’exposition directe au soleil.
  • Utiliser des peintures réfléchissantes pour diminuer l’absorption du rayonnement solaire.

Analyse d’un Mur Exposé au Soleil

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