METHODE « SIMPLIFIEE » à partir de la méthode CARRIER · 1 METHODE « SIMPLIFIEE » à partir...

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1 METHODE « SIMPLIFIEE » à partir de la méthode CARRIER Le calcul des apports par ensoleillement d’un bâtiment, prend en compte : - la transmission de chaleur à travers les parois opaques et les vitrages - le rayonnement solaire direct et indirect passant au travers des parois vitrées. La formule générale de calcul des apports est la suivante : Apports = Σ parois_opaques (Gains transmission_p.o. ) + Σ parois_vitrées (Gains transmission + Gains ensoleillement ) Avec : Σ parois opaques (Gains transmission p.o. ) : la somme des apports par conduction et convection au travers des différentes parois opaques (W) Σ parois vitrées (Gains transmission + Gains ensoleillement ) : la somme des apports par conduction et convection d’une part, et par rayonnement d’autre part au travers des différents vitrages (W) 1- Transmission de chaleur à travers les parois opaques Σ parois opaques ( Gains transmission p.o. ) Le gain par transmission à travers les murs et les toitures est donné par la relation suivante : Erreur ! avec : - U: coefficient de transmission surfacique global (W/m².°C) - S : surface de la paroi opaque (m²) - T eq : Différence de température équivalente (°C) Les gains de chaleur par les parois extérieures (mur et toiture) sont calculés à l’heure où ils atteignent leur maximum. Les gains dépendent à la fois : de la différence de température entre l’air intérieur et l’air extérieur. du fait que les faces extérieures des parois absorbent en partie le rayonnement solaire. Pour tenir compte de ces 2 phénomènes on calcule une température extérieure équivalente (La différence équivalente de température est définie comme : la différence entre les températures de l’air extérieur et de l’air intérieur, qui donnerait lieu au même flux de chaleur, compte tenu de la différence de température réelle, et de l’effet de l’ensoleillement sur la face extérieure). Gains transmission_p.o. = U x S x ∆T eq
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    22-May-2018
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    METHODE SIMPLIFIEE partir de la mthode CARRIER

    Le calcul des apports par ensoleillement dun btiment, prend en compte : - la transmission de chaleur travers les parois opaques et les vitrages - le rayonnement solaire direct et indirect passant au travers des parois vitres.

    La formule gnrale de calcul des apports est la suivante :

    Apports = parois_opaques(Gainstransmission_p.o.) + parois_vitres(Gainstransmission + Gainsensoleillement)

    Avec :

    parois opaques(Gainstransmission p.o.) : la somme des apports par conduction et convection au travers des diffrentes parois opaques (W)

    parois vitres(Gainstransmission + Gainsensoleillement) : la somme des apports par conduction et convection dune part, et par rayonnement dautre part au travers des diffrents vitrages (W)

    11-- TTrraannssmmiissssiioonn ddee cchhaalleeuurr ttrraavveerrss lleess ppaarrooiiss ooppaaqquueess

    ppaarrooiiss ooppaaqquueess(( GGaaiinnssttrraannssmmiissssiioonn pp..oo.. )) Le gain par transmission travers les murs et les toitures est donn par la relation suivante :

    Erreur !

    avec :

    - U: coefficient de transmission surfacique global (W/m.C) - S : surface de la paroi opaque (m) - Teq : Diffrence de temprature quivalente (C)

    Les gains de chaleur par les parois extrieures (mur et toiture) sont calculs lheure o ils atteignent leur maximum. Les gains dpendent la fois :

    de la diffrence de temprature entre lair intrieur et lair extrieur. du fait que les faces extrieures des parois absorbent en partie le rayonnement

    solaire.

    Pour tenir compte de ces 2 phnomnes on calcule une temprature extrieure quivalente (La diffrence quivalente de temprature est dfinie comme : la diffrence entre les tempratures de lair extrieur et de lair intrieur, qui donnerait lieu au mme flux de chaleur, compte tenu de la diffrence de temprature relle, et de leffet de lensoleillement sur la face extrieure).

    Gainstransmission_p.o. = U x S x Teq

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    Elle sobtient grce la formule suivante :

    Les diffrents termes de lquation:

    Coefficient a (C) Ce coefficient se dtermine partir du Tableau 2. Il corrige la diffrence de temprature entre lextrieur et lintrieur de la pice tudie. Il est donc fonction de :

    - lcart entre les tempratures sches intrieure et extrieure prises 15 heures pour le mois considr (Tint Text 15 h ; cf. Tableau 3).

    - la variation de temprature sche extrieure en 24 heures (cart diurne ; cf. Tableau 1).

    Tes (C)

    Ce terme se dtermine grce aux Tableau 4 (mur) et Tableau 5 (toit). Il sagit dune diffrence de temprature quivalente pour une paroi opaque lombre (= paroi nord). Il dpend de :

    - linclinaison de la paroi (verticale ou horizontale) - le poids de la paroi - lheure solaire laquelle sont mens les calculs

    Remarque : le poids de la paroi par m2 de surface pour un immeuble ou une zone

    = (Poids des murs extrieure, cloisons, plafonds, ossature ; kg)/(surface conditionne ; m2)

    Coefficient b :

    Il dpend de la couleur de la face extrieure de la paroi opaque. Si la faade extrieure est de couleur :

    - Sombre (bleu fonc, rouge fonc etc) alors ........ b = 1 - Moyenne (bleu clair, vert clair etc) alors .............. b = 0,78 - Claire (blanc, crme etc) alors ............................. b = 0.55

    Tem (C) Ce terme se dtermine grce aux Tableau 4 (mur) et Tableau 5 (toit). Il sagit dune diffrence de temprature quivalente dune paroi opaque ensoleille et dpend des mmes paramtres que Tes:

    - inclinaison de la paroi (verticale ou horizontale) - poids de la paroi - heure solaire laquelle sont mens les calculs

    Rm (W/m)

    Ce terme se dtermine grce au Tableau 6. Il correspond lensoleillement maximum en Juillet 15 heures lgales pour une latitude de 40 Nord, qui arrive sur les parois. Il dpend de :

    - la latitude - le mois considr pour le calcul - linclinaison de la paroi

    Teq = a +Tes + b x Rs / Rm x ( Tem Tes )

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    Rs (W/m)

    Ce terme se dtermine grce au Tableau 6. Il sagit de lensoleillement maximum reu par une paroi pour lheure, le mois et la latitude auxquels sont mens les calculs. Il dpend de :

    - la latitude - le mois considr pour le calcul - linclinaison de la paroi

    Remarque :

    Lorsque la paroi tudie est lombre, Tem = Tes, et donc, Teq = a + Tes 22-- TTrraannssmmiissssiioonn ddee cchhaalleeuurr ttrraavveerrss lleess ppaarrooiiss vviittrreess

    parois_vitres(Gainstransmission + Gainsensoleillement) Les charges au travers dun vitrage sont calcules de la faon suivante:

    22..11.. GGaaiinnss ppaarr ttrraannssmmiissssiioonn Ils se calculent comme suit :

    avec : - U : coefficient de transmission global du vitrage (W/m.C) - Sv : surface de la fentre (m) - T : diffrence de temprature relle entre lextrieur et lintrieur (C)

    22..22.. ttuuddee ddeess ggaaiinnss ppaarr eennssoolleeiilllleemmeenntt Le Tableau 7 donne les gains par ensoleillement des vitrages ordinaires en kcal/(h.m2) pour les latitudes Nord 40 et 50 pour chaque mois de lanne, chaque heure du jour et pour certaines orientations dfinies (= Gainsensol. vitrage simple). Ces valeurs sont dtermines en se basant sur quelques hypothses :

    - cadre en bois (surface vitre = 85 % de louverture dans le mur). - atmosphre limpide. - altitude nulle.

    Si les hypothses ne sont pas vrifies, il faut appliquer aux valeurs du tableau des coefficients de correction suivants :

    - cadre mtallique : x 1,17 (surface vitre = 100 % de la surface douverture).

    - dfaut de limpidit dans latmosphre : - 15 %. - altitude : ajouter + 0,7 % par tranche de hauteur quivalente 300 m.

    Chargesparoi vitre = Gainstransmission + Gainsensoleillement

    Gainstransmission = Uw x Sv x T

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    Pour le cas de vitres quelconques avec ou sans cran, les gains par ensoleillement peuvent se calculer laide des relations suivantes :

    O :

    - les gains par ensoleillement des vitrages simples sont donns dans le Tableau 7.

    - les coefficients correctifs en fonction du type de verre et du type dcran sont donns dans le Tableau 8.

    REMARQUE : Pour tenir compte des casquettes qui crent des ombres portes sur les vitrages (rduction des gains par ensoleillement direct), on considrera une rduction des surfaces ensoleilles (au mois de Juin) de :

    - Sud : 60 % - Est/Ouest : 30 %

    (Il existe un calcul prcis pour ce facteur qui ne fait pas lobjet de cette tude).

    Gainsensoleillement = Gainsensol .vitrage simple x coefficient Avec/Sans cran

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    Liste des tableaux

    Tableau 1. Conditions de base extrieures t et hiver. ............................................................ 6 Tableau 2 . Coefficient correcteur a (pour les murs et le toit) ............................................. 7 Tableau 3. Correction des conditions de base (Text sche et humide) en fonction du mois

    considr, 15h, pour le bilan t. ....................................................................................... 8 Tableau 4. Diffrence quivalente de temprature en C pour les murs ensoleills (Tem)

    ou lombre (Tes). ................................................................................................................... 9 Tableau 5. Diffrence quivalente de temprature C pour les toits ensoleills (Tem) ou

    lombre (Tes). .......................................................................................................................... 13 Tableau 6. Gains maxima par ensoleillement en fonction de la latitude, du mois et de

    lorientation en kcal/(h.m2) ..................................................................................................... 14 Tableau 7. Gains par ensoleillement des vitres ordinaires en kcal / (h.m2). .......................... 15 Tableau 8. Coefficient de correction pour les vitres avec ou sans cran ............................... 22

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    Dpartement (Ville)

    Conditions de base normales t, juillet 15h

    Ecart diurne moyen

    (C)

    Conditions de base

    normales hiver

    Altitude (m)

    Latitude (N) Temprature

    Sche (C)

    Humide (C)

    Alpes Maritimes (Nice)

    32 23.5

    8.2 -2 3 4330

    Bouches du Rhne (Marseille) 34 21.5 12.6 -5 3 4331

    Calvados (Caen) 26 18.5 10.6 -7 66 4910

    Cte dor (Dijon) 31 20.5 12 -10 220 4715

    Corse (Ajaccio) 35 23 12 -2 4 4155

    Gard (Nmes) 35 22.5 13.2 -5 98 4350

    Haute Garonne (Toulouse) 32 20.5 12.6 -5 151 4337

    Ille et Vilaine (Rennes)

    28 19.5 12.2 -5 35 4804

    Loire (St Etienne) 31 19.5 13.6 -8 399 4532

    Meurthe et Moselle (Nancy)

    29 19 11 -11 203 4812

    Nord (Lille) 28 18.5 11 -9 55 5034

    Puy de Dme (Clermont Ferrand)

    31 21.5 13.6 -8 329 4548

    Pyrnes Orientales (Perpignan)

    31 22.5 11 -4 43 4244

    Soane et Loire (Macon)

    31 20 13.4 -8 216 4618

    Somme (Abbeville) 28 19.5 10.3 -9 57 5008

    Var (Toulon) 32 22.5 12.7 -2 28 4306

    Tableau 1. Conditions de base extrieures t et hiver.

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    Tableau 2 . Coefficient correcteur a (pour les murs et le toit)

    = cart diurne

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    Tableau 3. Correction des conditions de base (Text sche et humide) en fonction du mois considr, 15h, pour le bilan t.

    * lcart de temprature annuel est la diffrence entre la temprature sches de base t et hiver.

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    Tableau 4. Diffrence quivalente de temprature en C pour les murs ensoleills (Tem) ou lombre (Tes).

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    Tableau 4. Diffrence quivalente de temprature en C pour les murs ensoleills (Tem) ou lombre (Tes).

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    Tableau 4. Diffrence quivalente de temprature en C pour les murs ensoleills (Tem) ou lombre (Tes).

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    Tableau 4. Diffrence quivalente de temprature en C pour les murs ensoleills (Tem) ou lombre (Tes).

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    Tableau 5. Diffrence quivalente de temprature C pour les toits ensoleills (Tem) ou lombre (Tes).

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    Tableau 6. Gains maxima par ensoleillement en fonction de la latitude, du mois et de lorientation en kcal/(h.m2)

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    Tableau 7. Gains par ensoleillement des vitres ordinaires en kcal / (h.m2).

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    Tableau 7. Gains par ensoleillement des vitres ordinaires en kcal / (h.m2).

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    Tableau 7. Gains par ensoleillement des vitres ordinaires en kcal / (h.m2).

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    Tableau 7. Gains par ensoleillement des vitres ordinaires en kcal / (h.m2).

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    Tableau 7. Gains par ensoleillement des vitres ordinaires en kcal / (h.m2).

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    Tableau 7. Gains par ensoleillement des vitres ordinaires en kcal / (h.m2).

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    Tableau 7. Gains par ensoleillement des vitres ordinaires en kcal / (h.m2).

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    Tableau 7. Gains par ensoleillement des vitres ordinaires en kcal / (h.m2).

    Tableau 8. Coefficient de correction pour les vitres avec ou sans cran

    Type de verre Sans cran

    Stores Vnitiens extrieur

    Stores Vnitiens intrieur

    Couleur Couleur

    Claire Moyen. Clair Moyen.

    Vitrage simple ordinaire 1 0.15 0.13 0.56 0.65

    Double vitrage (avec vitres ordinaires)

    0.9 0.14 0.12 0.54 0.61