Calcul des Déperditions Thermiques

Comprendre le calcul des Déperditions Thermiques

Vous êtes un ingénieur en thermique des bâtiments et vous devez calculer les déperditions thermiques d’une maison résidentielle pour dimensionner correctement le système de chauffage.

Données :

• Dimensions de la maison : Longueur = 10 m, Largeur = 8 m, Hauteur = 3 m.
• Murs : Murs en béton de 20 cm d’épaisseur, coefficient de transmission thermique (U) = 0,3 W/m²K.
• Toit : Toit isolé avec un U = 0,25 W/m²K.
• Fenêtres : Double vitrage, surface totale de 10 m², U = 1,5 W/m²K.
• Porte : Surface de 2 m², U = 3 W/m²K.
• Température intérieure souhaitée : 20°C.
• Température extérieure moyenne en hiver : 0°C.

Questions :

1. Calculez la surface de chaque composant (murs, toit, fenêtres, porte).
2. Calculez les déperditions thermiques pour chaque composant.
3. Déterminez les déperditions thermiques totales de la maison.
4. Proposez des mesures pour réduire ces déperditions.

Correction : calcul des Déperditions Thermiques

1. Calcul de la Surface des Composants

Murs :

• La surface de chaque mur est donnée par : Longueur x Hauteur ou Largeur x Hauteur.
• Il y a 2 murs de longueur et 2 murs de largeur.
• Surface des murs

\[ = 2 \times (10\, \text{m} \times 3\, \text{m}) + 2 \times (8\, \text{m} \times 3\, \text{m}) \] \[ = 60\, \text{m}^2 + 48\, \text{m}^2 \] \[ = 108\, \text{m}^2 \]

Toit :

• La surface du toit est égale à la surface au sol de la maison.
• Surface du toit

\[ = \text{Longueur} \times \text{Largeur} \] \[ = 10 \, \text{m} \times 8 \, \text{m} \] \[ = 80 \, \text{m}^2 \]

Fenêtres :

• La surface totale des fenêtres est déjà donnée : 10 m².

Porte :

• La surface de la porte est déjà donnée : 2 m².

2. Calcul des Déperditions Thermiques pour Chaque Composant

Murs :

• Déperditions des murs

\[ = U \times \text{Surface} \times \Delta T \] \[ = 0,3 \, \text{W/m}^2\text{K} \times 108 \, \text{m}^2 \times (20^\circ\text{C} – 0^\circ\text{C}) \] \[ = 648 \, \text{W} \]

Toit :

• Déperditions du toit

\[ = 0,25 \, \frac{\text{W}}{\text{m}^2\text{K}} \times 80 \, \text{m}^2 \times (20^\circ\text{C} – 0^\circ\text{C}) \] \[ = 400 \, \text{W} \]

Fenêtres :

• Déperditions des fenêtres

\[ = 1,5 \, \frac{\text{W}}{\text{m}^2\text{K}} \times 10 \, \text{m}^2 \times (20^\circ\text{C} – 0^\circ\text{C}) \] \[ = 300 \, \text{W} \]

Porte :

• Déperditions de la porte

\[ = U \times \text{Surface} \times (\Delta T) \] \[ = 3 \, \text{W/m}^2\text{K} \times 2 \, \text{m}^2 \times (20^\circ\text{C} – 0^\circ\text{C}) \] \[ = 120 \, \text{W} \]

3. Déperditions Thermiques Totales de la Maison

• Déperditions totales = Déperditions des murs + Déperditions du toit + Déperditions des fenêtres + Déperditions de la porte

\[ = 648\, \text{W} + 400\, \text{W} + 300\, \text{W} + 120\, \text{W} \] \[ \text{Déperditions totales} = 1,468\, \text{W} \]

4. Propositions pour Réduire les Déperditions

• Améliorer l’isolation des murs, par exemple en ajoutant un matériau isolant.
• Remplacer le double vitrage des fenêtres par du triple vitrage pour une meilleure isolation.
• Installer une porte avec une meilleure isolation thermique.
• Ajouter de l’isolation supplémentaire au toit.

Ces mesures réduiraient significativement les déperditions thermiques, rendant la maison plus efficace sur le plan énergétique.

Calcul des Déperditions Thermiques

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