Comparaison des déperditions thermiques

Comparaison des déperditions thermiques

Comprendre la Comparaison des déperditions thermiques

Vous êtes consultant(e) en efficacité énergétique et travaillez pour une entreprise spécialisée dans la rénovation de bâtiments.

Un de vos clients souhaite réduire les coûts de chauffage de son immeuble de bureaux situé à Paris.

L’immeuble est équipé de fenêtres simples vitrages et le client envisage de les remplacer par des fenêtres doubles vitrages pour améliorer l’isolation thermique.

Votre mission est d’évaluer les déperditions thermiques à travers une fenêtre typique de l’immeuble, d’abord avec le simple vitrage existant, puis avec un double vitrage hypothétique, pour estimer l’économie de chauffage potentiel.

Données:

  • Dimensions de la fenêtre : Hauteur = 1,5 m, Largeur = 1 m
  • Coefficient de transmission thermique (U) pour le simple vitrage : U = 5,7 W/(m²·K)
  • Coefficient de transmission thermique (U) pour le double vitrage : U = 2,8 W/(m²·K)
  • Différence de température moyenne entre l’intérieur et l’extérieur en hiver : ΔT = 20 K (intérieur à 20°C, extérieur à 0°C)
  • Période de chauffage considérée : 5 mois (environ 150 jours)
  • Prix de l’énergie : 0,15 €/kWh

Questions:

1. Calculer la déperdition thermique quotidienne à travers la fenêtre avec le simple vitrage, puis avec le double vitrage.

2. Calculer la déperdition thermique totale sur la période de chauffage pour chaque type de vitrage.

3. Estimer l’économie d’énergie réalisée en remplaçant le simple vitrage par du double vitrage, en kWh et en euros, en considérant que l’énergie est utilisée pour le chauffage.

4. Discussion : Discutez de l’impact de la mise à niveau des fenêtres sur la consommation d’énergie et sur l’environnement. Prenez en compte le retour sur investissement potentiel.

Correction : Comparaison des déperditions thermiques

1. Calcul de la déperdition thermique quotidienne

Simple vitrage

1. Calcul de la surface de la fenêtre (A) :

\[ A = \text{Hauteur} \times \text{Largeur} \] \[ A = 1,5\,m \times 1\,m = 1,5\,m^2 \]

2. Déperdition thermique (Q) avec simple vitrage :

\[ Q_{\text{simple}} = U_{\text{simple}} \times A \times \Delta T \]

Avec

  • \(U_{\text{simple}} = 5,7\,W/(m^2 \cdot K)\),
  • \(A = 1,5\,m^2\),
  • \(\Delta T = 20\,K\),

\[ Q_{\text{simple}} = 5,7 \times 1,5 \times 20 \] \[ Q_{\text{simple}} = 171\,W \]

Double vitrage

1. Déperdition thermique (Q) avec double vitrage :

\[ Q_{\text{double}} = U_{\text{double}} \times A \times \Delta T \]

Avec \(U_{\text{double}} = 2,8\,W/(m^2 \cdot K)\),

\[ Q_{\text{double}} = 2,8 \times 1,5 \times 20 \] \[ Q_{\text{double}} = 84\,W \]

2. Calcul de la déperdition thermique totale sur la période de chauffage

Simple vitrage

1. Déperdition thermique quotidienne (en Joules) :

\[Q_{\text{simple, quotidien}} = Q_{\text{simple}} \times 86400\,s\] \[Q_{\text{simple, quotidien}} = 171\,W \times 86400\,s\]

2. Déperdition thermique sur la période de chauffage (en kWh) :

\[ E_{\text{simple}} = \frac{Q_{\text{simple, quotidien}} \times 150}{3600000} \] \[ E_{\text{simple}} = \frac{171 \times 86400 \times 150}{3600000} \] \[ E_{\text{simple}} = 615,6\,kWh \]

Double vitrage

1. Déperdition thermique quotidienne (en Joules) :

\[ Q_{\text{double, quotidien}} = Q_{\text{double}} \times 86400\,s \] \[ Q_{\text{double, quotidien}} = 84\,W \times 86400\,s \]

2. Déperdition thermique sur la période de chauffage (en kWh) :

\[ E_{\text{double}} = \frac{Q_{\text{double, quotidien}} \times 150}{3600000} \] \[ E_{\text{double}} = \frac{84 \times 86400 \times 150}{3600000} \] \[ E_{\text{double}} = 302,4\,kWh \]

3. Estimation de l’économie d’énergie

1. Économie d’énergie (en kWh) :

\[ = E_{\text{simple}} – E_{\text{double}} \] \[ = 615,6\,kWh – 302,4\,kWh \] \[ = 313,2\,kWh \]

2. Économie financière :

  • Avec le prix de l’énergie à 0,15 €/kWh.

\[ = \text{Économie} \times \text{Prix de l’énergie} \] \[ = 313,2 \times 0,15\,\text{€/kWh} \] \[ = 46,98\,\text{€} \]

4: Discussion

Le remplacement du simple par du double vitrage offre une réduction notable des déperditions thermiques, traduite par une économie d’énergie de 313,2 kWh sur la période de chauffage de 5 mois.

Ceci représente une économie financière d’environ 47 €, calculée avec un prix de l’énergie de 0,15 €/kWh.

En plus des économies réalisées, le double vitrage contribue à un meilleur confort thermique et acoustique dans les bâtiments.

Comparaison des déperditions thermiques

D’autres exercices de thermiques des batiments:

0 commentaires

Soumettre un commentaire

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

Dimensionnement d’un Système de Ventilation

Dimensionnement d'un Système de Ventilation Comprendre le Dimensionnement d'un Système de Ventilation Vous êtes ingénieur en thermique des bâtiments et vous travaillez sur la conception d'un système de ventilation pour un bâtiment de bureaux situé à Paris. Le bâtiment...

Calcul des Déperditions Thermiques

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....

Calcul de la Performance Énergétique

Calcul de la Performance Énergétique Comprendre le Calcul de la Performance Énergétique Dans une région où les hivers sont particulièrement froids, un propriétaire souhaite améliorer l'isolation thermique de sa maison pour réduire sa facture de chauffage. La maison...

Transfert de chaleur par convection

Calcul du transfert de chaleur par convection Comprendre le calcul du transfert de chaleur par convection Vous êtes un ingénieur thermique chargé de concevoir un système de chauffage pour une maison, utilisant des radiateurs pour chauffer l'air ambiant par convection....

Calcul du CVC d’une école

Calcul du CVC d'une école Comprendre le Calcul du CVC d'une école Une école primaire "Les Hirondelles", située dans une région tempérée de France. Cette école, construite dans les années 1980, envisage des travaux de rénovation pour améliorer son efficacité...

Calcul des coefficients d’échange par convection

Calcul des coefficients d'échange par convection Comprendre le Calcul des coefficients d'échange par convection Vous êtes un ingénieur thermique consultant sur le projet de rénovation d'un bâtiment historique. L'objectif principal est d'améliorer l'efficacité...

Déperditions Thermiques à travers les Murs

Déperditions Thermiques à travers les Murs Comprendre les Déperditions Thermiques à travers les Murs Vous êtes ingénieur en charge de la conception thermique d'une maison individuelle située dans une région tempérée. La maison est constituée d'un seul étage de forme...

Maison Écoénergétique selon RT 2012

Maison Écoénergétique selon RT 2012 Comprendre la Maison Écoénergétique selon RT 2012 Vous êtes ingénieur(e) en thermique des bâtiments et devez concevoir une maison individuelle conforme à la RT 2012, tout en anticipant sur les exigences plus strictes de la RE 2020....

Évaluation d’un système de chauffage

Évaluation d'un système de chauffage Comprendre l'Évaluation d'un système de chauffage Vous êtes ingénieur en énergie pour une société de conseil en bâtiment. Un petit immeuble résidentiel de 4 étages, avec une superficie totale de 600 m², nécessite une évaluation de...

Charges Thermiques et Sélection du Système

Charges Thermiques et Sélection du Système Comprendre les Charges Thermiques et Sélection du Système Vous êtes un ingénieur en thermique des bâtiments chargé de concevoir un système de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) pour un nouveau bâtiment de bureaux...