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:

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Cordialement, EGC – Génie Civil

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