Qu'est-ce que c'est et comment calculer le coefficient de transfert de chaleur?

L'isolation thermique des cloisons extérieures affecte les coûts de chauffage de chaque bâtiment. Par conséquent, le coefficient de transfert de chaleur est un paramètre très important que nous devons prendre en compte lors de la construction de bâtiments résidentiels. Mais qu'est-ce que c'est exactement et comment peut-on le calculer ? Ci-dessous, nous répondons aux questions les plus fréquemment posées.

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Quel est le coefficient de transfert de chaleur ?

Le coefficient de transfert de chaleur est le paramètre le plus important utilisé pour déterminer l'isolation thermique d'un bâtiment. Il est exprimé par le symbole U. En termes simplifiés, le coefficient de transfert thermique détermine la quantité d'énergie de chauffage pouvant traverser la cloison. Plus la valeur U est faible, plus les pertes de chaleur sont faibles et plus les factures de chauffage du bâtiment sont faibles. Pour le calcul du coefficient de transfert thermique (exprimé en W/m²K) l'épaisseur de la cloison et de toutes ses couches ainsi que le type de matériau utilisé sont pris en compte. Le plus souvent, les ponts thermiques ne sont pas pris en compte lors du calcul de la valeur U. Leur présence réduit l'isolation thermique dans la cloison et provoque d'importantes pertes d'énergie de chauffage. Par conséquent, en plus du calcul du coefficient de transfert de chaleur, il est très important de réaliser correctement les chambres étanches et les systèmes d'isolation thermique. Lors de la planification de ces travaux et d'autres travaux de construction, il vous sera utile calculateur de cout de construction, grâce auquel vous pouvez facilement estimer vos dépenses d'investissement.

Calcul du coefficient de transfert thermique

On calcule la valeur du coefficient U à l'aide de la formule simplifiée. Nous pouvons calculer nous-mêmes le coefficient de transfert de chaleur. Nous aurons besoin d'une calculatrice et d'une feuille de papier pour noter les résultats.

La première étape de nos calculs consiste à déterminer la résistance thermique. Le coefficient de résistance thermique est exprimé par le symbole R et est calculé selon la formule :

R = d /

Où:

• R - résistance thermique.
• d - épaisseur de paroi exprimée en mètres.
• λ - coefficient de conductivité thermique, exprimé en W / mK.

Les calculs finaux incluent également le coefficient de transfert de chaleur de l'extérieur (Rsi) et le coefficient de transfert de chaleur de l'intérieur (Rse).

L'addition du facteur R + Rsi + Rse donne la valeur totale de la résistance thermique.

La formule ci-dessus, qui prend en compte le coefficient de transfert thermique , montre que le calcul du coefficient de transfert thermique est étroitement lié à la conductivité du matériau. Le coefficient de conductivité thermique lambda dépend du type de matériau utilisé. Nous pouvons calculer le coefficient de conductivité thermique nous-mêmes, mais le calculateur en ligne sera ici d'une grande aide. Le coefficient de conductivité thermique lambda doit également être indiqué dans la spécification technique des matériaux de construction. Plus sa valeur est faible, plus le coefficient de transfert de chaleur des murs extérieurs est faible.

Maintenant que nous connaissons le coefficient de conductivité thermique total, y compris les murs extérieurs, nous pouvons utiliser une autre formule qui aidera à déterminer notre coefficient de transfert de chaleur :

U = ^ré/_R1

Où:

• d - épaisseur de paroi exprimée en mètres.
• R1 - signifie la résistance thermique totale de la cloison.

Le résultat du calcul doit seulement être comparé à la limite admissible du coefficient de conductivité thermique pour les murs multicouches.

Si notre partition se compose de plusieurs couches avec des propriétés différentes, nous devons calculer le facteur U pour chacune d'elles.

Comme nous pouvons le voir, le calcul du ratio pour toutes les partitions peut être assez compliqué. Heureusement, nous pouvons utiliser une calculatrice en ligne pour les calculs, ce qui simplifiera les actions. Une autre facilitation peut être l'utilisation de modèles de construction prêts à l'emploi. Les fabricants fournissent le coefficient de transfert de chaleur dans les paramètres techniques du matériau. Grâce à cela, nous n'avons pas à faire tous les calculs nous-mêmes. La plus grande commodité, cependant, est la calculatrice en ligne, qui calculera pour nous les paramètres des partitions externes indiquées.

Conditions techniques et facteur U

Le coefficient de transfert de chaleur des chambres d'un bâtiment nouvellement construit ne doit pas dépasser certaines limites. Les valeurs des coefficients maximaux se trouvent dans le règlement du ministre chargé de l'infrastructure du 12 avril 2002 relatif aux conditions techniques à remplir par les bâtiments et leur implantation. En janvier 2017, des modifications des conditions techniques sont entrées en vigueur, visant à accroître l'efficacité énergétique. Le coefficient de transfert de chaleur est un paramètre important (mais pas le seul) qui doit être pris en compte lors de la construction de nouvelles installations. Le facteur U maximum actuel pour les éléments individuels est :

Murs extérieurs:

• à ti ≥ 16°C - 0,23 W / (m2 K)
• à 8°C ≤ ti <16°C - 0,45 W / (m2K)
• à ti <8°C - 0.90 W / (m2K)

Toitures, toits plats et plafonds sous combles non chauffés ou sur traverses :

• à ti ≥ 16°C - 0,18 W / (m2K)
• à 8°C ≤ ti <16°C - 0,30 W / (m2K)
• à ti <8°C - 0,70 W/(m2K)

Etages au sol :

• à ti ≥ 16°C - 0,30 W / (m2K)
• à 8°C ≤ ti <16°C -1,20 W / (m2K)
• à ti <8°C - 1,50 W / (m2K)

Plafonds au-dessus des pièces non chauffées et des sous-sols fermés :

• à ti ≥ 16 ° C - 0,25 W / (m2 K)
• à 8°C ≤ ti <16°C - 0,30 W / (m2K)
• à ti <8°C - 1,00 W / (m2 K)

Ti est la température de la pièce chauffée.

Les conditions techniques définissent également le coefficient de transfert thermique maximal de la fenêtre. A partir du 1er janvier 2022, le coefficient de transfert thermique maximal d'une fenêtre dans une pièce où la température ne dépasse pas 16 ⁰C, ne doit pas être supérieur à 1,1 W / (m2 K). Des températures plus élevées prévalent dans les quartiers d'habitation. Le coefficient de transfert thermique maximal de la fenêtre à une température supérieure à 16 ⁰C ne doit pas être supérieur à 1,6 W / (m2 K).

Le règlement précisant les conditions techniques et l'emplacement du bâtiment précise également les coefficients maximaux (y compris le coefficient d'échange thermique des fenêtres) pour les fenêtres de toit et les portes. Les valeurs actuelles des éléments sélectionnés ne doivent pas dépasser :

Fenêtres de toit :

• à ti ⩾ 16°C - 1,3 W / (m2K)
• à ti <16°C - 1,6 W / (m2K)

Fenêtres dans les murs intérieurs :

• à ti ⩾ 8°C - 1,3 W / (m2K)
• à ti <8°C - aucune restriction

Le coefficient d'échange thermique séparant une pièce chauffée et non chauffée ne peut excéder 1,3 W / (m2 K) Les portes des cloisons extérieures ou des cloisons entre pièces chauffées et non chauffées ne peuvent excéder 1,5 W / (m2 K).

La réglementation prévoit un durcissement supplémentaire des normes et une réduction des coefficients maximaux de transfert de chaleur. Les dispositions pertinentes n'entreront en vigueur qu'en janvier 2022.

Comment vérifier le coefficient de transfert thermique de la fenêtre?

Lors de l'achat de fenêtres, il convient de prêter attention au coefficient de transfert de chaleur de la fenêtre en U. Les fenêtres dites chaudes signifient de plus grandes économies d'énergie de chauffage et des factures de chauffage plus faibles. La détermination du coefficient de transfert thermique doit être incluse dans la spécification technique du produit, mais certains fabricants indiquent les mesures de manière très imprécise. Parfois, nous rencontrons une situation où le coefficient de transfert de chaleur n'est donné que pour le verre, pas pour l'ensemble de la fenêtre. C'est une manière intelligente d'améliorer les paramètres techniques, car le verre est le meilleur isolant. Cependant, n'oubliez pas que la valeur U réelle doit être calculée à la fois pour le vitrage, le cadre et toutes les connexions. Parfois, il s'avère qu'une fenêtre avec des paramètres d'isolation prétendument excellents (donnés uniquement pour le verre) est un isolant plus faible que les fenêtres standard, correctement marquées. Veuillez faire attention à cela avant de faire un achat. Nous vous recommandons également de lire notre article sur le triple et le double vitrage, disponible ici.

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Coefficient de transfert de chaleur pour les toits et les toits plats

Lorsqu'on discute du coefficient de transfert de chaleur, on ne peut ignorer la question de l'isolation thermique des toits et des toits plats. Leur mauvaise isolation peut entraîner d'importantes pertes d'énergie de chauffage. Actuellement, la valeur U maximale pour les toits et les toits plats est de 0,18 W / (m2 K).

La valeur du coefficient de transfert thermique pour les toits est calculée de la même manière que pour les murs. Nous aurons certainement besoin d'un calculateur en ligne qui affichera les paramètres des matériaux individuels. La chose la plus importante sera la conductivité thermique du matériau isolant. Plus le coefficient lambda est bas, meilleurs sont les paramètres d'isolation thermique de la toiture et de la toiture plate. Lors du calcul du coefficient de transfert de chaleur, la couche de toiture est souvent omise. Peu importe les performances d'isolation thermique. Le type de matériau d'isolation thermique utilisé sera beaucoup plus important. La laine minérale est généralement utilisée pour isoler les plafonds, les toits et les toits plats. Son avantage est le faible coefficient lambda et la facilité d'installation. La laine est flexible et nous pouvons facilement la placer entre les poutres ou dans des espaces difficiles d'accès où le polystyrène ne pourrait pas la supporter. Ces dernières années, l'isolation avec de la mousse de polyuréthane est devenue de plus en plus populaire. Sa couche crée une barrière de protection étanche et sans pont thermique avec de bons paramètres d'isolation thermique. Si cette question vous intéresse, veuillez également consulter la nôtre un article sur les coûts d'isolation d'une maison unifamiliale.

Comment choisir des matériaux de construction économes en énergie ?

Afin de répondre aux conditions techniques de plus en plus contraignantes, nous devons utiliser des matériaux de construction appropriés. Lors du choix d'un matériau pour les murs extérieurs, il convient de se familiariser avec son coefficient lambda. Plus le coefficient du matériau utilisé est faible, plus il sera facile de répondre aux conditions techniques que doivent remplir les bâtiments.

Lors du choix du matériau des murs extérieurs, faisons également attention à leur inertie thermique. L'inertie thermique détermine le temps pendant lequel l'énergie de chauffage va traverser le mur. Ces propriétés dépendent de la spécificité de fabrication et de la qualité du matériau. Pour connaître l'inertie, il convient de consulter les paramètres techniques donnés par le constructeur. Une autre façon est d'évaluer le poids du matériau. Il est généralement admis que plus la masse du matériau de construction est importante, plus son inertie thermique est grande.

Lors du choix des matériaux, vous devez également faire attention au type et à l'épaisseur de l'isolation thermique du bâtiment. Le choix de matériaux de meilleure qualité et plus épais augmentera l'isolation thermique. Si vous souhaitez abaisser le coefficient de transfert de chaleur à travers le mur, il vaut la peine d'investir dans une couche légèrement plus épaisse de polystyrène ou de laine minérale avec de bons paramètres. C'est le moyen le plus simple et, en même temps, le moins cher de répondre aux conditions techniques actuelles qui doivent être remplies par les bâtiments et l'emplacement du bâtiment. On voit donc que la connaissance de la valeur U est essentielle lors de la planification de la construction, en particulier lorsqu'il s'agit d'une maison en béton avec isolation.