Calcul de l’Isolation Thermique d’un Mur en Bois

Comprendre le Calcul de l’Isolation Thermique d’un Mur en Bois

Vous êtes ingénieur en génie civil et travaillez sur la conception d’un bâtiment résidentiel en bois situé à Grenoble, France.

Le bâtiment doit respecter les normes de performance énergétique selon les réglementations européennes.

Données:

• Localisation: Grenoble, France
• Zone climatique: Zone H1 (climat montagnard)
• Température extérieure de conception en hiver: -5°C
• Température intérieure souhaitée: 20°C
• Dimensions du mur: 10 m de longueur et 2.5 m de hauteur
• Épaisseur du mur en bois: 15 cm
• Conductivité thermique du bois (λ): 0.13 W/m·K
• La résistance thermique requise pour le mur complet, incluant la couche de bois et l’air intérieur/extérieur (en supposant une résistance thermique supplémentaire de \(0.13 \, \text{m}^2\cdot\text{K}/\text{W}\) pour ces couches), est exprimée par l’inégalité suivante : \(R_{\text{total}} \geq 6.67 \, \text{m}^2\cdot\text{K}/\text{W} \) pour répondre à l’exigence de perte de chaleur.

Matériaux disponibles pour l’isolation:

1. Laine de verre (λ = 0.032 W/m·K)
2. Polystyrène expansé (λ = 0.038 W/m·K)
3. Fibre de bois (λ = 0.04 W/m·K)

Objectif:

Calculer l’épaisseur d’isolation nécessaire pour chaque type de matériau afin d’atteindre une résistance thermique totale (R) qui assure une perte de chaleur ne dépassant pas 0.15 W/m²·K.

Correction : Calcul de l’Isolation Thermique d’un Mur en Bois

Objectif:

Atteindre une résistance thermique totale de \(R_{\text{total}} \geq 6.67 \, \text{m}^2\cdot\text{K}/\text{W}\).

Matériaux isolants à comparer:

• Laine de verre (\(\lambda = 0.032 \, \text{W/m}\cdot\text{K}\))
• Polystyrène expansé (\(\lambda = 0.038 \, \text{W/m}\cdot\text{K}\))
• Fibre de bois (\(\lambda = 0.04 \, \text{W/m}\cdot\text{K}\))

1. Calcul de la résistance thermique nécessaire pour l’isolant

\[ R_{\text{isolant requis}} = R_{\text{total requis}} – R_{\text{supplementaire}} \] \[ R_{\text{isolant requis}} = 6.67 \, \text{m}^2\cdot\text{K}/\text{W} – 0.13 \, \text{m}^2\cdot\text{K}/\text{W} \] \[ R_{\text{isolant requis}} = 6.54 \, \text{m}^2\cdot\text{K}/\text{W} \]

2. Calculs de l’épaisseur nécessaire pour chaque isolant

• Laine de verre:

\[ e = \frac{R_{\text{isolant requis}}}{\lambda_{\text{laine verre}}} \] \[ e = \frac{6.54}{0.032} \] \[ e = 204.38 \, \text{cm} \]

• Polystyrène expansé:

\[ e = \frac{R_{\text{isolant requis}}}{\lambda_{\text{polystyrene}}} \] \[ e = \frac{6.54}{0.038} \] \[ e = 172.11 \, \text{cm} \]

• Fibre de bois:

\[ e = \frac{R_{\text{isolant requis}}}{\lambda_{\text{fibre bois}}} \] \[ e = \frac{6.54}{0.04} \] \[ e = 163.50 \, \text{cm} \]

Conclusion:

Après correction des calculs, nous trouvons que pour satisfaire la résistance thermique totale de 6.67 m²·K/W:

• L’épaisseur de laine de verre nécessaire est de 204.38 cm.
• L’épaisseur de polystyrène expansé nécessaire est de 172.11 cm.
• L’épaisseur de fibre de bois nécessaire est de 163.50 cm.

En conclusion, la fibre de bois nécessite l’épaisseur la moins importante pour atteindre la résistance thermique désirée, suivie de près par le polystyrène expansé, avec la laine de verre nécessitant l’épaisseur la plus conséquente.

Ces résultats aident à guider le choix des matériaux en fonction des exigences d’espace et d’isolation.

Calcul de l’Isolation Thermique d’un Mur en Bois

D’autres exercices de structure en bois:

• Évaluation de la Résistance au Feu
• Caractéristiques mécaniques du bois
• Traitement et durabilité d’une poutre en bois