THERMIQUE BÂTIMENT Module Équipement Technique 1 : ET1

THERMIQUE BÂTIMENT Module Équipement Technique 1 : ET1
K:\public\enseignement\semC\ETB\Module ET1 K:\Docs\RT2000 JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Crédits : 2 Thermique Bâtiment Module ET 1 JMP
Responsable du module : Pallier Jean-Marie -Tél : Mel : Parcours: Place dans le parcours Finalité du module DUT Génie Civil Semestre C – UE : Sciences et Technologie 3 Tronc commun Pré–requis nécessaires : - P 1, P 2, P3, P4 Heures : 28 h de cours 2 h de contrôle 10 h de travail personnel Crédits : 2 Modalités d’évaluations : - Contrôle de synthèse coefficient 0.6 - Compte-rendus de Travaux Pratiques coefficient 0.4 JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Programme JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06
Objectifs (compétence - savoir faire) ü Connaître les bases de la RT2000 ü Connaître les bases du confort thermique ü Savoir effectuer le bilan thermique d’hiver d’un bâtiment ü Savoir calculer une puissance de chauffage ü Connaître les bases du transfert d’humidité ü Savoir concevoir une installation de VMC ü Avoir des notions de thermique d’été et connaître l’approche environnementale Niveau d’acquisition des connaissances Information Communication Maîtrise X JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

THERMIQUE BÂTIMENT Généralités
JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Généralités : PANORAMA DES ENERGIES

ET1-Thermique Bâtiment-05/06
Tableau de conversion 1 GJ = kWh JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Consommation d’énergie en France (chiffres 2004)
Consommation totale d’énergie : 216 Mtep (+70%/1973) Croissance (-0.1 %) Résidentiel-tertiaire : 46.7% Transport : 24.9% Industrie : 28.8 % Agriculture : 1.6% JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Secteur résidentiel et tertiaire
Electricité : 33 % Gaz naturel : 30 % Pétrole : 23 % Energies renouvelables : 13 % (Bois principalement) Charbon : 1% JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Part du secteur résidentiel et tertiaire en Europe
Royaume Uni : 50 % Norvège : 49 % Hollande : 46 % France : 46 % Allemagne : 43 % Italie : 30 % U. E. : 40 % JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Répartition de la consommation du secteur résidentiel en France
Chauffage : 55 % E.C.S. : 16 % Cuisine : 6 % Electricité : 22 % JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Gaz à effet de serre CO2 : 60 % CH4 + NOx : 20 % Ozone (troposphère) : 10 % CFC : 5 % JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Émission de CO2 (en t/hab)

Émission de CO2 en France
Total : 105 Millions de tonnes en 2003 Secteur résidentiel et tertiaire : 26 % Transport : 39 % Industrie-Agriculture : 21 % Conférence de Kyoto : réduction de 5 % de la production de gaz à effet de serre en 2010/1990 dans 38 pays développés (France - 8%) JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Projections (en Mtep) 1973 2003 2030 Charbon Pétrole Gaz naturel Electricité -Hydrau+éol. -Nucléaire E. renouvelables 28 121 13 8 4 9 93 40 115 6 99 25.2 108 67.4 116.7 10.1 106.6 22.5 Consommation Totale Consommation d’électricité (en TWh) 180 171.3 275 473 339 680 JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

QUALITE DE L’AIR VENTILATION

Qualité de l’air : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Nécessité de ventiler : Maintien des conditions de teneur en poussière et en produits gazeux compatibles avec les conditions de confort thermique et acoustique Moyen : évacuation de l’air vicié apport d’air neuf « propre » Types de ventilation : naturelle simple flux double flux JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Critères de selection : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

1. Cas de l’habitat : Arrêté de 82 : ventilation générale et permanente entrée d’air dans les pièces principales extraction dans les pièces techniques circulation de l ’air des pièces principales vers les pièces techniques débits d ’extraction minimaux imposés en fonction du nb de pièces principales, de la nature et du nb des pièces de service des systèmes de régulation de débit fonction de la pollution exigences acoustiques et de sécurité incendie exigences liées au type de combustible (VMC gaz) JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

1. Cas de l’habitat : Arrêté de 82 : Débits extraits minimaux JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Arrêté de 82 : Débits d’extraction minimaux si dispositifs individuels de réglage Débits minimaux si dispositifs mécaniques de réglage fonction de la pollution de l’air intérieur JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

1. Cas de l’habitat : exemples de solutions
V.M.C. entrées d’air dans les pièces principales  extraction dans les pièces de service  Bonne étanchéité à l ’air des parois extérieures JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

VMC Simple flux Principe :  : ventilateur  : Réseau d’extraction  : Bouche d’extraction  : Bouche d’entrée d’air JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

V.M.C. Simple flux Equipements :   : Bouche d’extraction réglable  : entrée d ’air autoréglable  : ventilateur   JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Entrée d’air autoréglable :
Forte perte de charge débit indépendant de la pression du vent et de l ’effet de thermo-siphon Possibilité de traitement acoustique JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Bouche d’extraction autoréglable
Fonctionnement : Quand p croit la membrane silicone se dilate  réduction de la section  débit constant  JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Perméabilité à l’air des ouvrants
Classement des fenêtres et des portes en fonction du débit pénétrant sous différentes valeurs de p Classement des coffres de volet roulant en fonction du débit pénétrant sous différentes valeurs de p JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Ventilation double-flux
Principe :  : échangeur de chaleur : il permet de transférer la chaleur de l’air extrait à l’air neuf. Il peut être thermodynamique (PAC)  : ventilateur d’extraction  : ventilateurd’insulflation  : réseaux JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Ventilation hygro-réglable
Principe :  : ventilateur  : Réseau d’extraction  : Bouche d’extraction réglable  : Bouche d’entrée d’air réglable JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Equipements :   : Bouche d’extraction autoréglable  : entrée d’air autoréglable  : ventilateur   JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Fonctionnement des entrées d’air:  débit d ’air controlé par un volet  couplé avec une tresse  dont la longeur dépend de l ’humidité de l ’air intérieur et de l ’air extérieur  2 positions : plaine et montagne   JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Fonctionnement des bouches d’extraction : Lorsque l ’humidité diminue la membrane silicone se dilate  diminution de la section  diminution du débit 2 positions : plaine et montagne  JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

ventilateur : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Fonctionnement : Nuit Jour JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

2. Cas des bâtiments de bureaux :
Circulaire de 78 : locaux à pollution non spécifique locaux à pollution spécifique valeurs du débit minimal d ’air neuf à introduire définit par occupant en fonction de la destination du local. Ex : locaux de bureaux : 18 m3/h et par occupant (air à 20°C, 1.2 kg/m3), idem pour les locaux universitaires JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Cas des bâtiments de bureaux : Exemples de solutions
VMC simple flux JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Cas des bâtiments de bureaux : Exemples de solutions
VMC double flux JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT 2000 JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Généralités : Bilan d’hiver
Ti = cste> Te (hiver) Ti’  Ti P Q  r P P’ Te = cste p : flux de chaleur échangé par transmission Q : débit de renouvellement d’air pénétrant dans le local r : flux de chaleur échangé par renouvellement d’air P : Puissance de chauffage Bilan thermique : P = p + r JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Généralités : Bilan d’hiver
On appelle déperdition de chaleur le flux « perdu » par le local compté >0 P =  déperditions = DEP + DER DEP : déperditions par les parois DER : déperditions par renouvellement d’air DP : déperditions par les parois pour 1°C d’écart entre Ti et Te DR : déperditions par renouvellement d’air pour 1°C d’écart entre Ti et Te JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 …UN PEU D’HISTOIRE les réglementations précédentes 1974 coef. G résidentiel DEPERDITIONS 1976 coef. G1 non résidentiel DEPERDITIONS 1980 label haute isolation (résidentiel) JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 …UN PEU D’HISTOIRE les réglementations précédentes 1982 coef. G et B résidentiel BESOINS 1983 labels HPE & solaires (résidentiel) JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 …UN PEU D’HISTOIRE les réglementations précédentes 1988 coef. GV, BV et C résidentiel CONSOMMATIONS (reconduction HPE) coef. G1 non résidentiel DEPERDITIONS JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 ENJEUX : Pourquoi une nouvelle réglementation ? lutter contre l’effet de serre et économiser l’énergie maîtriser les charges améliorer le confort simplifier pour mieux appliquer favoriser la compétitivité des industriels français JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Effet de serre et économies d’énergie
RT2000 ENJEUX : Effet de serre et économies d’énergie accords internationaux (Rio et Kyoto) 1/4 du CO2 en France dû aux bâtiments le secteur du neuf comme entraînement de l’ancien JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 ENJEUX : Maîtriser les charges maîtrise du coût global, charges financières et d’exploitation comprises réglementation performancielle pour tendre à optimiser les coûts de construction JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 ENJEUX : Améliorer le confort en hiver, limiter les effets de parois froides, les infiltrations et les points froids (ponts thermiques) en été, assurer une ambiance supportable en bâtiment non climatisé JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Simplifier pour mieux appliquer
RT2000 ENJEUX : Simplifier pour mieux appliquer nombre de textes réduit même règle pour le résidentiel et le tertiaire recours à un logiciel d’application ou à une solution technique JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 REPONSES : Rehaussement des exigences à hauteur des bonnes pratiques en résidentiel le tertiaire hissé au niveau du résidentiel De nouveaux gisements d’économies les ponts thermiques, la perméabilité à l’air et en 2003, la climatisation non résidentiel : les systèmes de chauffage, d’ECS et d’éclairage JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 DES PROGRES NOTABLES : Logement jusqu ’à -20% par rapport au règlement de 1988 de 0 à - 5% par rapport aux pratiques actuelles Non résidentiel jusqu ’à - 50% par rapport au règlement de 1988 de 0 à -20% par rapport aux pratiques actuelles JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 LES TEXTES : décret RT 2000 (29/11/2000; JO 30/11/2000) réformant le CCH arrêté RT 2000 d’application (29/11/2000; J.O 30/11/2000) décrivant les exigences arrêté (01/12/2000) donnant les méthodes de calcul fournies par le bulletin officiel (fascicules spéciaux n°2007 : Th-C n°2007-bis : Th-E, décembre 2000) JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 MODALITES : Champ d’application (décret n° du 29/11/2000, article 2 relatif à la modification de la section IV du chapitre 1er du titre 1er du Code de la Construction et de l ’Habitation) Applicable depuis le 2 juin * à tous les bâtiments neufs résidentiels et non résidentiels, sauf : les bâtiments dont la température intérieure  12°C les bâtiments climatisés ou chauffés en raison d’un processus industriel les piscines, patinoires et bâtiments d’élevage (*) date du dépôt de permis de construire JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 MODALITES : Se conformer aux exigences suivantes: limitation des consommations C  C ref limitation de l’inconfort d’été Tic  Tic ref performances minimales ou garde-fous dont : Ubât  1.3 Ubât-ref . Ce coefficient caractérise les qualités d’isolation thermique des différentes parois du bâtiment JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 MODALITES : 2 modes d’application adaptés à des acteurs différents Calculs Application d’une solution technique agréée JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Références et garde-fous sur : l’isolation les apports solaires la perméabilité à l ’air la ventilation le chauffage l’eau chaude sanitaire l’éclairage la climatisation JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Les Labels HPE : Applicable à l’habitat et au tertiaire 2 niveaux de performance : C < Cref – 8% = niveau HPE C < Cref – 15% = niveau THPE facteur d’innovation et préfiguration de la RT 2005 mêmes types d’organismes certificateurs que pour les anciens labels JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Demain : en 2003, la prise en compte des consommations de climatisation (pas encore faite) la RT 2005 : même méthode de calcul capitalisation des innovations issues des labels HPE renforcement des exigences ponts thermiques JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Sujets à traiter : enveloppe ventilation chauffage eau chaude sanitaire éclairage (non résidentiel) JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Avant / Après : Isolation de référence indépendante de l’énergie Calcul par bâtiment pour tous les secteurs Coefficient Ubât pour tous les secteurs Coefficient Ubât : simple étape de calcul du coefficient C Isolation de référence fonction de l’énergie Calcul par logement (résidentiel) ou par bâtiment (tertiaire) Coefficients GV (résidentiel) ou G1 (tertiaire) Coefficients GV ou G1 : exigence réglementaire RT 2000 RT 88 JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Ubât remplace GV et G1 Ubât caractérise l’effort d ’isolation est indépendant de la ventilation représente les déperditions par les parois du bâtiment divisées par la surface des parois déperditives intègre les ponts thermiques tient compte des pertes vers les locaux non chauffés est exprimé en [W/(m².K)] JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Calcul de Ubât-ref S ai Ai +  aj Lj Ubât-réf = S A ai (i de 1 à 7) et aj (j de 8 à 10) = coefficients U et  de référence ou « droit à déperdre » (cf. arrêté article 10) JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Ubât-ref 0,47 0,30 0,43 1,50 2,60 2,35 0,50 0,7 maisons 0,9 autres 0,40 0,23 2,40 2,00 Surfaces a1 murs a2 combles a3 terrasses a4 plancher bas a5 portes a6 baies sans fermetures a7 baies avec fermetures Liaisons périphériques a8 planchers bas a9 planchers intermédiaires a10 planchers hauts H3 H1 & H2 JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Calcul de Ubâtref Zones H1 et H2 1,5 2,0 2,4 0,5 0,9 0,7 0,23 0,30 0,40 JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Ponts thermiques moyens
RT2000 Les garde-fous 2,9 Fenêtre Portes fenêtres Façades rideaux Uw < 2,9 Ponts thermiques moyens planchers hauts, bas, intermédiaires Maisons:  <0,99 Collectifs:  < 1,1 Autres  < 1,35 en 2004 Toiture sous comble et rampants U <0,30 toitures terrasses béton U < 0,36 autres toitures U < 0,47 Mur U<0,47 Plancher bas sur extérieur U <0,36 sur vide sanitaire U < 0,43 sur terre plein: 1,5 m isolation périphérique R > 1,4 JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Ubât Ubât = ( U.b.A +  .b.L) /  A U = coefficient de déperdition surfacique associé à la surface A de la paroi déperditive  = coefficient de déperdition linéique associé à la longueur L de la liaison b = coefficient de réduction de température (b=1 si paroi extérieure et b<1 si paroi sur local non chauffé) JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

RT2000 Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Fascicule 2/5 MATERIAUX l Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw Fascicule 4/5 OPAQUES Up Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES y,  REGLES Th-U : Ubat JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Généralités : CONFORT THERMIQUE

Définitions : Confort thermique : sensation complexe produite par un système de facteurs physiques, physiologiques et psychologiques conduisant l'individu à exprimer le bien être de son état. L'insatisfaction, source d'inconfort, peut être globale ou locale. La sensation de confort thermique demeure personnalisée. Une ambiance confortable est une ambiance dans laquelle l'individu peut maintenir constante sa température corporelle (homéothermie) sans avoir recours de manière perceptible à des mécanismes thermorégulateurs de lutte contre le chaud ou le froid. JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

1. Notions de métabolisme :
Le corps humain est un moteur thermique : Source chaude : aliments ingérés Source froide : ambiance QI W QII M = Mth + W et Rth<20% JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Valeurs : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

2. Les échanges thermiques du corps humain avec l'ambiance :
Convection respiratoire Ecr Humidité respiratoire Sudation Esd Convection Ecv Conduction Ecd Rayonnement Ery Perspiration de la peau Eps JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

2.1. Ecv : convection à la surface du corps
Modèle du Prof. FANGER Ecv = hcv . Scv . (Tv - Ta) hcv : coefficient d'échange convectif entre le corps et l'air ambiant hcv = max [ 2.38 (Tv - Ta)0.25 ; Va0.5 ] Va : vitesse de l'air Scv : surface du corps soumise aux échanges convectifs Scv = Fv SD SD : Surface du corps humain (SD = p t0.725) p : poids en kg t : taille en m Fv : facteur de vêture ( Fv = Rv) Rv : résistance de la vêture JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

2.1. Ecv : convection à la surface du corps
Modèle du Prof. FANGER Ecv = hcv . Scv . (Tv - Ta) hcv : coefficient d'échange convectif entre le corps et l'air ambiant Scv : surface du corps soumise aux échanges convectifs Tv : température du vêtement, fonction notamment de la température cutanée, du métabolisme thermique et de la résistance de la vêture Ta : température de l'air ambiant JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Valeurs de la résistance de vêture Rv :

2.2. Ecv : rayonnement à la surface du corps
Ery = hry . Sry . (Tv - Trm) hry : coefficient d'échange radiatif entre la surface du corps et les parois environnantes ( de l'ordre de 5.75 W/ m2.°C) Sry : surface du corps échangeant par rayonnement Sry = Fp Fv SD (Fp : facteur postural) SD : Surface du corps humain Trm : température radiante moyenne Trm = Tsi Si /  Si Tsi : température de la surface Si JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

2.3. Ecr : convection respiratoire
Chaleur sensible de l’air expiré : Ecr = Mth . (34 - Ta) 2.4. Ehr : rejet d’humidité respiratoire Chaleur latente évacuée par l’air expiré : Ehr = Mth . ( Pv) Pv : pression partielle de vapeur d’eau de l’air ambiant, liée à l’humidité relative par :  = Pv/Pvs avec Pvs : pression de vapeur saturante fonction de Ta JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

2.5. Eps : perspiration Diffusion de vapeur au travers de la peau Fonction de l’humidité de l’air ambiant 2.6. Ecd : échange par conduction Limité dans l’habitat à l’échange entre les pieds et le sol  négligeable JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

2.7. Esd : sudation Transfert de chaleur et de masse vers l’ambiance proportionnel à l ’activité du sujet Esd = 0.42 (Mth - 105) si Esd>47[W] alors la sudation devient sensible et inconfortable si Mth = 220 [W] : astreinte sudorale limite sudation : mécanisme thermorégulateur de lutte contre le chaud JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

3. Équation d’équilibre :
Elle traduit l’équilibre des échanges du moteur thermique corps humain avec l’environnement en négligeant le travail mécanique. Mth = Ecr + Ehr + Eps + Ecd + Ecv + Ery + Esd Confort thermique si : Esd <= 47 [W] pas de frisson JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

3. Équation d’équilibre :
Mth = Ecr + Ehr + Eps + Ecd + Ecv + Ery + Esd Le confort thermique dépend donc de 2 types de paramètres : ceux liés à l’individu : Métabolisme fonction de l’activité Résistance de vêture ceux liés à l’ambiance : Température de l’air : Ta Température radiante moyenne des parois : Trm Vitesse de l’air : Va Humidité relative de l’air : a JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

4. Température résultante sèche :
Cas des espaces chauffés par un système statique qui n’agit que sur Ta et Trm : Ecv + Ery = hcv. SD (Tv - Ta) + hry. SD (Tv - Trm) = h . SD (Tv - Trs) et : Cas de l’habitat : Trs = .55 Trm + . 45 Ta JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

4. Température résultante sèche :
Cas de l’habitat : Trs = .55 Trm + . 45 Ta Trs  (Trm + Ta)/2 Mesure : Thermomètre résultant : Sphère « noire » de 12 cm de diamètre Température opérative : Ta = Trm = Trs = Top JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

5. Vote moyen prévisible :
Défini comme le vote moyen d’un groupe d’individus sur l’échelle de confort suivante Pourcentage mini d’insatisfaits : P.P.D.min = 5% JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

6. Exemples : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

7. Normes de confort (NF X35-203) :
Conditions hivernales : PPD<10% M = 125 W (activité légère ) Rv = m2°C/W (Tenue d'intérieur d'hiver) 600 Pa < Pv < 1800 Pa ( Pv : pression de vapeur de l'air ambiant) 20 °C <= Top <= 24 °C (Top : température opérative de l'ambiance) et dans la zone d'occupation, zone comprise entre deux plans horizontaux situés à 10 cm et 1.8 m du sol et non à proximité immédiate des parois :  Trs entre 10 cm et 1.8 m < 3 °C (différence de température tête-pied) Température de surface du sol comprise entre 19 et 26 °C Vitesse moyenne de l'air Va < 0.15 m/s asymétrie de température de rayonnement de surfaces verticales < 10 °C par rapport à un élément plan vertical à 0.6 m au dessus du sol asymétrie de température de rayonnement d'un plafond tiède< 5 °C par rapport à un élément plan horizontal à 0.6 m au dessus du sol JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

7. Normes de confort (NF X35-203) :
Conditions estivales : PPD<10% M = 125 W (activité légère) Rv = m2°C/W (Tenue d'intérieur d'hiver) 600 Pa < Pv < 1800 Pa ( Pv : pression de vapeur de l'air ambiant) 23 °C <= Top <= 26 °C (Top : température opérative de l'ambiance) et dans la zone d'occupation, zone comprise ente deux plans horizontaux situés à 10 cm et 1.8 m du sol et non à proximité immédiate des parois :  Trs entre 10 cm et 1.8 m < 3 °C (différence de température tête-pied) Température de surface du sol comprise entre 19 et 26 °C Vitesse moyenne de l'air Va < 0.25 m/s JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

THERMIQUE BÂTIMENT Climatologie

1. Le rayonnement solaire :
Repères : sol : hauteur du soleil sol : azimut/Sud conventions : Nord : sol = –180° Est : sol = -90° Ouest : sol = 90° Sud : sol = 0° Y sol Z X sol Zénith Sud JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Déclinaison : Axe de rotation Plan équatorial Direction des rayons solaires d d varie de -23°27 ’ à +23°27 ’ JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Angle horaire et temps : ahor : angle compris entre la direction du Sud et la direction du soleil à l’instant considéré. temps solaire vrai (tsol,v) : défini par rapport à l’angle horaire ahor : il est midi (tsol,v) lorsque la hauteur du soleil est maximale JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Temps : temps solaire moyen (Tsol,m) : EQT : équation du temps JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Temps : temps universel (tuni) : tsol,m au méridien origine Le soleil parcourant 360°/24 = 15°/h, en un lieu de longitude L il vient : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Temps : temps légal (tleg) : fuseaux horaires de 15° Au sein de chaque fuseau le temps légal est le même Toutefois chaque pays a pu définir un décalage En France : hor = 1h en heure d’hiver, 2h en été JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Position du soleil : l : latitude d : déclinaison signe de sol = signe de l ’angle horaire <0 vers Est, >0 vers Ouest JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Diagramme solaire : 12 h 11 h 13 h 10 h 14 h 9 h 15 h 8 h 16 h 7 h 17 h 6 h 18 h 5 h 19 h JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Constante solaire : E0 : éclairement produit sur une surface située aux confins de l’atmosphère qui reçoit le rayonnement solaire de manière normale. JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Masse atmosphérique : mat : grandeur relative traduisant l’épaisseur d’atmosphère traversée par le rayonnement solaire. Elle vaut 1 lorsque le plan récepteur est situé au niveau de la mer et que le soleil est au zénith. Pat : pression atmosphérique JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Éclairement direct : A incidence ï = 0 on a : esol traduit le trouble de l’atmosphère A incidence ï il vient : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Cos î : SUD Normale à la paroi î Plan horizontal par par par : inclinaison de la paroi par : azimut de la paroi /sud JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Cos î : Paroi horizontale Paroi verticale JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Éclairement diffus : A incidence ï = 0 on a : A incidence ï il vient : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Valeurs : Éclairement global : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

2. Les ombres : Les masques distants lointains dus au relief et proches dus aux autres bâtiments Les masques immédiats dus en particulier au bâtiment sur lui-même. JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Analyse des masques lointains : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Style perpendiculaire à la façade
Analyse des masques proches : façade ombre Style perpendiculaire à la façade A B D C AB : style AB = lsty AC = ombre du style CD = xsty DA = zsty JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

3. Conditions climatiques :
Température extérieure : tsol,v < 15h : tsol,v => 15h : JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Température extérieure : emax : température maxi fonction du lieu emax : écart diurne fonction du lieu Lyon : emax = 33°C et emax : 11°C et teneur en humidité : r = kg/kgas JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

Température intérieure : Cf confort : i = 25°C i de 40% à 65% pour une activité modérée JMP ET1-Thermique Bâtiment-05/06

THERMIQUE BÂTIMENT Module Équipement Technique 1 : ET1

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