Calcul du coefficient de transmission thermique

Calcul du coefficient de transmission thermique

Comprendre le Calcul du coefficient de transmission thermique

Vous êtes un ingénieur en efficacité énergétique chargé d’évaluer les performances thermiques d’un mur extérieur d’un nouveau bâtiment résidentiel situé à Lyon, France.

Le mur est composé de plusieurs couches de matériaux différents, chacun ayant des propriétés thermiques spécifiques.

Vous devez calculer le coefficient de transmission thermique (U) de ce mur pour estimer les pertes de chaleur et recommander des améliorations si nécessaire.

Données fournies:

Le mur extérieur est composé des couches suivantes, de l’intérieur vers l’extérieur :

1. Plaque de plâtre :

  • Épaisseur : \(1.2\) cm
  • Conductivité thermique (\(\lambda\)) : \(0.25\) W/m\(\cdot\)K

2. Laine de verre :

  • Épaisseur : \(10\) cm
  • Conductivité thermique (\(\lambda\)) : \(0.04\) W/m\(\cdot\)K

3. Brique :

  • Épaisseur : \(22\) cm
  • Conductivité thermique (\(\lambda\)) : \(0.72\) W/m\(\cdot\)K

4. Enduit extérieur :

  • Épaisseur : \(2\) cm
  • Conductivité thermique (\(\lambda\)) : \(0.93\) W/m\(\cdot\)K

Questions:

1. Calcul de la résistance thermique de chaque couche.

2. Calcul de la résistance thermique totale du mur.

3. Calcul du coefficient de transmission thermique (U)

4. Interprétation des résultats:

Analysez le coefficient U obtenu et discutez de l’efficacité thermique du mur. Comparez ce résultat avec les exigences des normes de construction françaises pour l’isolation thermique.

Correction : Calcul du coefficient de transmission thermique

1. Calcul de la résistance thermique de chaque couche

La formule pour la résistance thermique \(R\) de chaque matériau est donnée par

\[ R = \frac{e}{\lambda} \]

où \(e\) est l’épaisseur de la couche en mètres et \(\lambda\) est la conductivité thermique en W/m·K.

Plaque de plâtre :

  • Épaisseur \(e = 1.2 \text{ cm} = 0.012 \text{ m}\)
  • Conductivité thermique \(\lambda = 0.25 \text{ W/m·K}\)

\[ R_{\text{plâtre}} = \frac{0.012}{0.25} \] \[ R_{\text{plâtre}} = 0.048 \text{ m²·K/W} \]

Laine de verre :

  • Épaisseur \(e = 10 \text{ cm} = 0.10 \text{ m}\)
  • Conductivité thermique \(\lambda = 0.04 \text{ W/m·K}\)

\[ R_{\text{laine}} = \frac{0.10}{0.04} \] \[ R_{\text{laine}} = 2.5 \text{ m²·K/W} \]

Brique :

  • Épaisseur \(e = 22 \text{ cm} = 0.22 \text{ m}\)
  • Conductivité thermique \(\lambda = 0.72 \text{ W/m·K}\)

\[ R_{\text{brique}} = \frac{0.22}{0.72} \] \[ R_{\text{brique}} = 0.3056 \text{ m²·K/W} \]

Enduit extérieur :

  • Épaisseur \(e = 2 \text{ cm} = 0.02 \text{ m}\)
  • Conductivité thermique \(\lambda = 0.93 \text{ W/m·K}\)

\[ R_{\text{enduit}} = \frac{0.02}{0.93} \] \[ R_{\text{enduit}} = 0.0215 \text{ m²·K/W} \]

2. Calcul de la résistance thermique totale du mur

Additionnons les résistances thermiques de toutes les couches pour obtenir la résistance thermique totale \(R_{\text{total}}\):

\[ R_{\text{total}} = R_{\text{plâtre}} + R_{\text{laine}} + R_{\text{brique}} + R_{\text{enduit}} \] \[ R_{\text{total}} = 0.048 + 2.5 + 0.3056 + 0.0215 \] \[ R_{\text{total}} = 2.8751 \text{ m²·K/W} \]

3. Calcul du coefficient de transmission thermique (U)

Le coefficient de transmission thermique (U) est l’inverse de la résistance thermique totale:

\[ U = \frac{1}{R_{\text{total}}} \] \[ U = \frac{1}{2.8751} \] \[ U \approx 0.3477 \text{ W/m²·K} \]

4. Interprétation des résultats

Le coefficient U obtenu est de 0.3477 W/m²·K. Ce résultat indique que le mur a une bonne performance isolante, puisque plus le coefficient U est bas, meilleure est l’isolation thermique.

Selon la réglementation thermique 2012 en France, le coefficient U pour les murs en contact avec l’extérieur doit être inférieur à 0.28 W/m²·K pour les nouveaux bâtiments.

Ainsi, le mur étudié ne répond pas totalement aux exigences les plus strictes des normes françaises, suggérant qu’une amélioration de l’isolation pourrait être nécessaire pour atteindre les normes les plus récentes.

Calcul du coefficient de transmission thermique

D’autres exercices de thermique des batiments:

Chers passionnés de génie civil,

Nous nous efforçons constamment d’améliorer la qualité et l’exactitude de nos exercices sur notre site. Si vous remarquez une erreur mathématique, ou si vous avez des retours à partager, n’hésitez pas à nous en informer. Votre aide est précieuse pour perfectionner nos ressources. Merci de contribuer à notre communauté !

Cordialement, EGC – Génie Civil

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Isolation thermique d’un mur en béton

Isolation thermique d'un mur en béton Comprendre l'Isolation thermique d'un mur en béton Vous êtes un ingénieur en génie civil chargé de concevoir l'isolation thermique d'un bâtiment résidentiel situé dans une région au climat tempéré froid. Le bâtiment a une paroi...

Calcul du coefficient de transmission surfacique

Calcul du coefficient de transmission surfacique Comprendre le Calcul du coefficient de transmission surfacique Vous êtes un ingénieur en efficacité énergétique travaillant sur un projet de rénovation d'une vieille maison à Strasbourg. La maison a des murs extérieurs...

Déperdition de Chaleur par Infiltration

Déperdition de Chaleur par Infiltration Comprendre la Déperdition de Chaleur par Infiltration Vous êtes un ingénieur en efficacité énergétique chargé d'évaluer les pertes thermiques d'un bâtiment résidentiel situé dans une région tempérée. L'objectif est de déterminer...

Déperdition par ventilation mécanique

Déperdition par ventilation mécanique Comprendre la Déperdition par ventilation mécanique Vous êtes un ingénieur en efficacité énergétique chargé d'évaluer les pertes thermiques dues à la ventilation mécanique d'un bâtiment de bureaux. Le bâtiment est situé à...

Calcul de la Pression de Vapeur Saturante

Calcul de la Pression de Vapeur Saturante Comprendre le Calcul de la Pression de Vapeur Saturante Vous êtes ingénieur en thermique des bâtiments et travaillez sur la conception d'un système de ventilation pour un petit immeuble de bureaux. Le système doit être capable...

Calcul du flux surfacique à travers le mur

Calcul du flux surfacique à travers le mur Comprendre le Calcul du flux surfacique à travers le mur Dans le cadre de la rénovation énergétique d'un bâtiment scolaire datant des années 70, il est nécessaire de calculer le flux de chaleur à travers les murs extérieurs...

Calcul du point de rosée à l’intérieur du mur

Calcul du point de rosée à l'intérieur du mur Comprendre le Calcul du point de rosée à l'intérieur du mur Dans le cadre de la rénovation thermique d'un bâtiment ancien situé en région tempérée, il est prévu de rajouter une isolation par l'extérieur sur un mur existant...

Calcul de l’épaisseur de l’isolant

Calcul de l'épaisseur de l'isolant Comprendre le Calcul de l'épaisseur de l'isolant Vous êtes ingénieur en efficacité énergétique et travaillez sur la conception thermique d'un bâtiment situé à Strasbourg. Le bâtiment doit respecter les normes de la réglementation...

Calcul de l’Humidité Relative dans une Salle

Calcul de l'Humidité Relative dans une Salle Comprendre le Calcul de l'Humidité Relative dans une Salle Vous êtes un ingénieur en HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) chargé de concevoir un système de climatisation pour une salle de conférence. Cette...

Évaluation du Risque de Condensation

Évaluation du Risque de Condensation Comprendre l'Évaluation du Risque de Condensation Vous êtes un ingénieur en efficacité énergétique chargé d'évaluer le risque de condensation sur les fenêtres en simple vitrage d'un bâtiment de bureaux à Paris durant l'hiver....