Isolation thermique Matériaux isolants.

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1 Isolation thermique Matériaux isolants

2 Modes de transfert de chaleur
Conduction: transfert de l'agitation par chocs intermoléculaires Convection: transport de matière entre zones chaude et froide Rayonnement:émission-absorption de rayonnement électromagnétique Evapo-condensation: évaporation et condensation

3 Elément opaque ou réfléchissant pour diminuer le rayonnement
Pour isoler il faut: Enlever la matière pour diminuer la conduction Elément étanche (ou le vide) pour éliminer la convection Elément opaque ou réfléchissant pour diminuer le rayonnement Matériau sec pour éviter l'évapo-condensation

4 L'isolant principal dans le bâtiment
L'air immobile Les fibres ou parois des cellules immobilisent l'air, supprimant la convection Le rayonnement ne peut pas passer au travers du matériau globalement opaque Dans l'idéal, il ne reste que la conduction de l'air.

5 Conductivité thermique l
Quantité de chaleur passant en 1 seconde au travers de 1 m² d'une couche de matériau homogène de 1 mètre d'épaisseur, soumis à une différence de température de 1 degré. 1K 1 m

6 Conductivité thermique et densité
(matériau isolant fibreux)

7 Quelques matériaux

8 Conductivité relative

9 Qualité des isolants thermiques
Conductivité thermique Résistance mécanique (traction et compression) Etanchéité à l'air Résistance à la diffusion de vapeur d'eau Faible absorption d'eau Stabilité dimensionnelle Résistance au feu Comportement à la chaleur Qualités acoustiques Prix

10 Effets des isolants thermiques
Isolation thermique Protection incendie Isolation acoustique contre les bruits aériens contre les bruits de choc Absorption acoustique

11 Qualités de matériaux isolants

12 Classes d'inflammabilité
S'enflamme très rapidement II S'enflamme très facilement III Facilement combustible (laine de bois) IV Moyenneement combustible (épicéa) V Difficilement combustible (chêne) VI Incombustible 1 Forte absorption lumineuse (fumées opaques) 2 Absorption lumineuse moyenne 3 Faible absorption lumineuse (moins de 50%)

13 Résistance mécanique Pas toujours nécessaire
Résistance à la compression pour dalles, planchers, ouvrages souterrains. Se mesure par la contrainte à 10% de compresion. Résistance à la traction (rupture) pour isolation extérieure compacte, toitures plates non chargées

14 Etanchéité à l'air Nécessaire pour le confort, la durabilité et le contrôle de l'aération N'est pas attendue d'un matériau isolant

15 Résistance à la diffusion de vapeur d'eau
Nécessaire pour la durabilité de la construction La vapeur d'eau diffuse au travers des matériaux poreux, et condense dans les zones froides, donc en aval de l'isolation. N'est pas attendue d'un matériau isolant

16 Absorption d'eau Un isolant humide perd son pouvoir.
Les isolants pouvant être en contact avec de l'eau ne doivent donc pas l'absorber Se mesure en laissant flotter des échantillons sur l'eau par diffusion de vapeur dans un gradient de température

17 Qualités acoustiques Absorption des bruits de choc
matériaux mous Absorption des bruits aériens matériaux poreux ou fibreux

18 Les matériaux isolants

19 Fibres minérales Fibre de verre (ISOVER)
Laine de roche (ROCKWOOL, FLUMROC) Fibres obtenues par filage de verre plus ou moins pur, liée avec une colle (bakélite) Bonne résistance au feu Peu hygroscopique Absorption acoustique Résistance mécanique nulle à basse densité, moyenne à haute densité

20 Fibres minérales

21 Laine de verre

22 Fibres naturelles Laine, coton, cellulose, paille, coco, chanvre
Cellulose (papier recyclé) injectée Emploi marginal, connotation écologique Absorption acoustique Faible résistance au feu, à l’humidité et aux agents biologiques

23 Mousses minérales Mousse de verre (FOAMGLAS)
Cuisson d’un « cake » de verre Bonne résistance à la compression Etanche à l’eau et à la vapeur d’eau Cher

24 Verre cellulaire

25 Mousses minérales Béton cellulaire (YTONG)
Mortier à la poudre d’aluminium, autoclavé Pouvoir isolant médiocre (donc forte épaisseur) Bonne résistance mécanique Parois et dalles homogènes, éléments légers Sensible à l’eau, au gel si humide

26 Isolants organiques synthétiques
Polystyrène Polyuréthane Urée-formol

27 Isolants organiques synthétiques
Polystyrène expansé Usage général Résistance à l’eau médiocre Résistance mécanique suffisante dans bien des cas Polystyrène extrudé Usage spécifique pour toitures inversées et isolation enterrée Bonne résistance aux intempéries, notamment à l’eau Résistance mécanique supérieure Plus cher que le PS expansé

28 Isolants organiques synthétiques
Polyuréthane Bonne résistance mécanique Excellent pouvoir isolant Résistance nulle aux intempéries et UV Mousse injectable Urée-formol Mousse injectable in situ Très sensible à l’eau Résistance mécanique nulle

29 Mousses organiques

30 Isolants ligneux Bois léger, paille agglomérée
Bonne résistance mécanique Pouvoir isolant médiocre Faible résistance à l’humidité (pourriture)

31 Liège Bonne résistance mécanique Résistance à l’humidité médiocre
Certaine résistance au feu

32 Isolation mince réfléchissante
Lame d'air Feuille(s) réfléchissante(s) Isolant ! Attention aux escrocs Les miracles sont rares

33 Isolation mince réfléchissante
Un matériau prétendu équivalant à 20 cm de laine minérale Rmax = 0,51+0,56+0,51=1,59 m²K/W 2 Rréal. = 0,35+0,55+0,35=1,25 m²K/W m²K/W 6 m²K/W

34 Isolations exceptionnelles
L'espace La bouteille thermos Isolant sous vide La mousse de silice

35 L'espace Le vide interdit la convection et la conduction
Seul le rayonnement reste Une tenue réfléchissant e assure une isolation thermique presque parfaite.

36 Bouteille "Thermos", vase de Dewar
Le vide entre les deux parois supprime la convection et la conduction Les parois métallisées réduisent le rayonnement Il ne reste que le col dans lequel la conduction demeure

37 Isolation sous vide Getter, ou dessiccant Emballage étanche
Matériau de support Empêche l'air d'entrer dans les interstices du matériau de support Empêche la pression atmosphérique d'écraser la plaque isolante (10 t/m²) Maintient le vide malgré le dégazage et la diffusion

38 Isolation sous vide

39 Conductivité thermique et pression

40 Diverses isolations sous vide (13 Pa)
PS PUR Silice Fibre Verre l [mW/(m·K] 5-6 10 6 2.5 r [kg/m3] 80-150 64 190 130 Coût relatif Bas Moyen Elevé

41 Nanogel de silice Mousse de quartz obtenue par dessiccation du silicagel à pression et températures critiques Dimensions de pores << libre parcours moyen, donc conduction réduite à pression atmosphérique l < 0,017 W/(m·K) à 1 bar l < 0,005 W/(m·K) à 0,1 mbar

42 Gaz lourds La conductivité thermique des gaz diminue avec leur masse moléculaire Ar, Kr, Xe, Fréons, SF6 utilisés pour isoler dans: Lampes à incandescence Vitrages isolants Certaines mousses (PUR notamment)

43 Applications

44 Applications des isolants thermiques
Parois homogènes bois brique porosifiée béton cellulaire maçonnerie à la chaux torchis

45 Applications des isolants thermiques
Toiture plate sans protection avec protection Toiture inversée Dalle, planchers

46 Applications des isolants thermiques
Parois ventilées

47 Applications des isolants thermiques
Panneau léger Paroi double Isolation crépie Isolation intérieure Extérieur Intérieur

48 Isolation périphérique
Fixation de l’isolant Crépi de finition Treillis Isolation Ciment-colle

49 Isolation périphérique

50 Isolation périphérique
Avantages Isolation extérieure, donc peu de ponts thermiques forte inertie thermique bonne protection de la structure condensation interne nulle ou très faible. Précautions Utiliser un système éprouvé Le bricolage est dangereux Eviter d'utiliser sur des parois subissant des chocs.

51 Parois extérieures opaques
Apports solaires ne représentant qu'une faible part des déperditions. Ils sont compensés par les pertes radiatives vers le ciel froid Ils sont négligeables

52 Parois opaques avec isolation transparente
Le rayonnement solaire est transformé en chaleur derrière l'isolation. La plus grande partie de la chaleur entre vers l'intérieur Rayonnement solaire incident Gains de chaleur Pertes Surface absorbante Isolation transparente

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54 Conditions de mise en place
L'isolation transparente transforme la paroi en capteur solaire passif. Bâtiment à structure interne massive Régulation du chauffage adaptée (rapide ou prévisionelle) Protections solaires mobiles aussi sur les parois.

55 Construction bois Dessin Flumroc

56 Paroi et dalle bois Dessin Flumroc

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58 Coefficient de transmission thermique
Flux de chaleur passant au travers d'un mètre carré de paroi sous une différence de température de 1 K. Pour diminuer ces pertes Isoler, donc réduire U Réduire les surfaces Réduire les différences de température Les déperditions par transmission sont proportionnelles à la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur, à l'aire de chaque élément d'enveloppe et à leur coefficient de transmission thermique U.

59 Coefficient de transmission thermique et résistance
Chute de température Donc

60 Coefficient de transmission thermique et résistance
Résistance thermique d1 l1 d2 l2 d3 l3 avec Valeurs conventionelles Rsi = 0,13 W/m²K Rse = 0,04 W/m²K

61 Transmission thermique au travers d'éléments non homogènes
Isothermes planes A1 A2 d2 d1 Lignes de flux rectilignes

62 Valeurs limite des coefficients U selon SIA 180

63 Répartition de température
Dans une couche d1 d2 d3 l2 l3 l1 avec A la surface

64 Pont thermique Discontinuité dans l'isolation thermique de l'enveloppe du bâtiment Ponts thermiques géométriques angles, coins Ponts thermiques matériels balcons, fixations, cadres si isolation extérieure dalles, murs intérieurs si isolation intérieure Un pont thermique est constitué par toute discontinuité dans la couche isolante, par tout endroit où la résistance thermique présente une faiblesse. On distingue les ponts thermiques géométriques tels que les angles et les coins, et les ponts matériels, dans lesquels un matériau conducteur de la chaleur traverse la couche isolante.

65 Pont thermique géométrique
Angle de bâtiment, le mur étant constitué de briques isolée par de la laine minérale et un doublage extérieur en plots de ciment. On voit que les températures intérieure et extérieure du coin sont légèrement inférieure à celles en pleine paroi.

66 Pont thermique matériel
Dans le pont thermique matériel constitué ici d'une dalle reposant sur un mur avec isolation intérieure, on observe un net refroidissement et une concentration des lignes de flux de chaleur près du pont thermique. Les ponts thermiques matériels ont souvent des conséquences plus graves que les ponts géométriques.

67 SIA 180: Protection thermique d'hiver
Isolation continue, pas de ponts thermiques Isolation renforcée, pour éviter les moisissures Selon la norme SIA 180, es composants d'enveloppe assurant l'isolation thermique (murs, plafonds et planchers, ainsi que les fenêtres et les portes) doivent envelopper entièrement le volume chauffé. Les espaces non chauffés peuvent être inclus dans le volume chauffé. Les jardins d'hiver et vérandas doivent être l'objet d'une attention particulière. Le mode de construction choisi doit permettre d'éviter autant que possible les ponts thermiques. Les ponts thermiques résiduels doivent toujours être pris en compte dans le calcul du coefficient de transmission thermique. Les valeurs maximales du coefficient de transmission thermique des éléments de construction des locaux chauffés (température ambiante supérieure à 10 [°C]) sont données dans un tableau. Dans des conditions normales, ces valeurs permettent de satisfaire les exigences de confort thermique et d'absence de condensation superficielle. De plus, l'absence de condensation aux ponts thermiques doit être assurée (voir chapitre 6). Des valeurs inférieures peuvent être exigées pour des raisons énergétiques (SIA 180/1, SIA 380/1). 0,4 W/(m²K) 0,6 W/(m²K) Dérogations possibles si confort et salubrité assurés.

68 Effets des ponts thermiques
Déperditions d'énergie Abaissement de la température superficielle intérieure Condensations Moisissures (odeurs, allergies) Taches, coulures Les ponts thermiques ne causent pas seulement des pertes de chaleur inutiles, mais peuvent être sources de dégâts: moisissures, taches de poussière, etc.

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70 Déperdition d'énergie Thermographie d'une façade d'un immeuble administratif ancien. Le pont thermique de la dalle et les contrecœurs sont bien visible.

71 Exemple de pont thermique
Plot de ciment creux Dalle en béton armé Plaque d'isolant Laine minérale Un cas classique de pont thermique résulte de la technique d'isolation intérieure. Les dalles, voire les murs de refend, traversent al couche isolante pour s'accrocher au mur porteur extérieur. L'exemple illustré est utilisé pour les diagrammes qui suivent. Doublage en brique

72 Les lignes de flux de chaleur se concentrent vers le pont
Le flux de chaleur traversant une zone comprenant un pont thermique peut se calculer en résolvant l'équation de Poisson, qui est une équation différentielle. Connaissant alors le champ de température, on peut calculer la densité de flux en tout endroit par l'équation de Fourier et l'intégrer pour trouver le flux F. Il existe des programmes d'ordinateur permettant de faciliter ces calculs. Cette illustration des isothermes et des lignes de flux est obtenue à l'aide d'un de ces programmes, le logiciel BISCO de Physibel (Belgique, Le rouge correspond à 20°C et le bleu à 0°C. La teinte change à chaque degré. Les lignes minces sont des lignes de flux, tracées tous les W/m. On voit très bien que les lignes de flux se concentrent fortement au travers du pont, comme une rivière dans une gorge, et que les isothermes s'écartent, comme le niveau de la rivière monte lorsqu'il y a un rétrécissement. Les isothermes s'écartent du pont

73 Déperditions thermiques
Toujours pour le cas de la dalle, on a calculé les déperditions de chaleur sur une hauteur d'étage et par mètre courant de façade. La ligne pointillée indique ces déperditions en absence de pont thermique, et la ligne continue en tenant compte du pont thermique. On notera que la différence entre ces deux courbes est presque indépendante de l'épaisseur d'isolant, à savoir environ 10 W/m.

74 Déperditions supplémentaires
L'importance relative des déperditions de chaleur supplémentaires résultat du pont thermique augmente fortement avec l'épaisseur d'isolant. Elles passent de quelques pour cent s'il n'y a pas d'isolation à 60% pour 10 cm et presque 100% avec 20 cm d'isolation, qui est en fait l'épaisseur économique optimale pour le Plateau Suisse et au coût actuel de l'énergie. Il est évident que le système d'isolation intérieure n'a plus de sens si l'épaisseur d'isolant dépasse 5 cm. Le système d'isolation intérieure n'a plus de sens si l'épaisseur d'isolant dépasse 5 cm

75 Déperditions par transmission

76 Valeurs limite SIA 380/1 pour les ponts thermiques
Coefficient linéique de transmission thermique y Limite W/(m·K) Type 1: dalle de balcon, avant-toit, etc. 0,30 Type 2: liaison entre éléments d'enveloppe massifs 0,20 Type 3: arête horizontale ou verticale (faîte, corniche, socle) 0,20 Type 4: châssis de fenêtre ou caisson de store (si pas déjà dans la valeur U de la fenêtre) 0,30 Type 5: appui de fenêtre contre mur (embrasure, tablette, linteau) 0,10 Élément ponctuel traversant l'isolation thermique (piliers, supports, consoles, etc.) 0,30 W/K

77 Effet du refroidissement intérieur en hiver
Les ponts thermiques ont aussi l'inconvénient de refroidir la surface intérieure, comme l'illustrent ces deux terminographies. A gauche, une porte vitrée avec un bandeau supérieur en menuiserie, et à droite un coin dans un bureau.

78 Pont thermique et température superficielle
Condensation Moisissures Taches Coulures Efflorescences Le refroidissement de la température superficielle intérieure peut causer des problèmes de condensation et de moisissure, à l'origine de taches, de coulures, voire d'efflorescences.

79 Exemple de moisissures se développant au droit d'un pont thermique
Exemple de moisissures se développant au droit d'un pont thermique. A droite, on voit le pourtour des plaque d'isolant ayant été posées en fond de coffrage de la dalle.

80 Exemple de moisissures au droit de ponts thermiques

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82 Degré d'isolation Facteur de température superficielle qi qsi qe
En hiver, les parois donnant sur l'extérieur présentent une température de surface d'autant plus basse que l'isolation est moins forte. Si l'isolation est faible et que l'humidité ide l'air intérieur est relativement élevée, deux types de dégâts peuvent apparaître: a) Dès que la température de surface intérieure est égale ou inférieure au point de rosée de l'air intérieur, l'humidité de l'air condense sur la surface, rendant celle-ci humide. A l'extrême, des coulures et des taches se produisent. b) Si l'humidité relative de l'air dépasse environ 80% près de la surface pendant une longue période, alors des moisissures peuvent croître sur cette surface, sans qu'il y ait condensation. Ces dégâts apparaissent lorsque l'isolation est trop faible pour une aération donnée, ou lorsque l'aération est trop faible pour une isolation donnée. Le facteur de température superficiel, qui peut se calculer relativement facilement pour chaque endroit de l'enveloppe et notamment aux ponts thermiques, caractérise le degré d'isolation thermique en relation avec les risques de moisissures ou de condensation superficielle.. qe

83 Degré d'isolation 20 93% 15 55% 75% Toujours pour notre exemple, on notera que si le degré d'isolation est excellent en pleine paroi, il est loin d'être suffisant près du pont thermique. 10

84 Degré d'isolation 20 93% 55% 75% 15 Toujours pour notre exemple, on notera que si le degré d'isolation est excellent en pleine paroi, il est loin d'être suffisant près du pont thermique. 10

85 Aération, humidité et isolation
Le débit d'air nécessaire pour éviter que l'humidité générée par une personne ne cause des moisissures près des ponts thermiques dépend d'une part du niveau d'isolation et d'autre part de la température extérieure. Le niveau d'isolation 100% correspond à une isolation parfaite, la surface intérieure des parois donnant sur l'extérieur est à température ambiante intérieure. Le niveau d'isolation 75 % correspond au minimum admissible selon SIA 180. La différence de température entre l'air intérieur et la surface intérieure n'est que le quart de la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur. Ce niveau d'isolation permet d'éviter l'apparition de moisissures si l'aération est telle que l'humidité intérieure ne dépasse pas les valeurs admises (voir "Aération et humidité"). Le niveau 50% correspond à une très mauvaise isolation (U > 1,4 W/(m²K). Il faut doubler le débit d'aération pour éviter les moisissures en hiver!

86 Aération, isolation et salubrité
Bonne isolation haute température de surface intérieure, confort et santé, avec une aération correcte Faible isolation basse température de surface intérieure, condensation et moisissures ou aération forte En hiver, les parois donnant sur l'extérieur présentent une température de surface d'autant plus basse que l'isolation est moins forte. Si l'isolation est faible et que l'humidité ide l'air intérieur est relativement élevée, deux types de dégâts peuvent apparaître: a) Dès que la température de surface intérieure est égale ou inférieure au point de rosée de l'air intérieur, l'humidité de l'air condense sur la surface, rendant celle-ci humide. A l'extrême, des coulures et des taches se produisent. b) Si l'humidité relative de l'air dépasse environ 80% près de la surface pendant une longue période, alors des moisissures peuvent croître sur cette surface, sans qu'il y ait condensation. Ces dégâts apparaissent lorsque l'isolation est trop faible pour une aération donnée, ou lorsque l'aération est trop faible pour une isolation donnée.

87 Isolation intérieure Isolation extérieure
Comment éviter les ponts thermiques? Isolation intérieure Isolation extérieure L'isolation extérieure permet d'éviter la plupart des ponts thermiques. De plus, elle présente de nombreux avantages: Augmentation de l'inertie thermique intérieure, donc amélioration du confort d'été et meilleure utilisation de gains solaires passifs en hiver Stabilisation de la température de la structure, donc vieillissement plus lent de celle ci Diminution, et dans la plupart des cas élimination totale des risques de condensation dans les éléments de construction

88 Que faire d'un pont thermique?
Froid Chaud  Chaud Froid   Froid Chaud Pour éviter qu'un pont thermique, par ailleurs inévitable, cause des dommages, il est indiqué de le diviser, de le chauffer, ou de l'allonger. Ces opération augmenteront la consommation d'énergie mais diminueront le risque de condensation ou de moisissures. Allonger Chauffer Diviser

89 En résumé Les ponts thermiques
Perdent de la chaleur Refroidissent les surfaces intérieures Augmentent le risque de moisissures donc sont à éviter si possible et à prendre en compte dans le cas contraire Isolation à l'extérieur, structure à l'intérieur Si nécessaire, les traiter de manière adéquate, quitte à perdre de l'énergie En résumé, les ponts thermiques Perdent de la chaleur Refroidissent les surfaces intérieures Augmentent le risque de moisissures donc sont à éviter si possible et à prendre en compte dans le cas contraire Pour les éviter, place l'isolation à l'extérieur, la structure porteuse étant à l'intérieur de la couche isolante Si nécessaire, traiter les ponts thermiques de manière à augmenter leur température superficielle intérieure, quitte à perdre de l'énergie.

90 Isolation des fenêtres
Vitrage Cadre Bordures

91 Définitions des surfaces
Ouverture = fenêtre Cadre Vitrage

92 Coefficient U Vitrage Cadre doivent être pris en compte Bordure
K coefficient de transmission thermique [W/(m²·K)] K’ Coefficient de transmission thermqiue linéique [W/(m·K)] A aire (du vitrage ou du cadre) [m²] l longueur des bordures de vitrages isolants [m] Indices: V vitrage C cadre B bordure, écarteur des doubles et triple vitrages.

93 Résistance superficielles
Dépend des températures et du vent local Valeurs conventionelles: Intérieur: 0,13 [m² K/W] Extérieur: 0,04 [m² K/W]

94 Coefficient U de vitrages
Vitrage simple: Vitrage isolant double:

95 Types de fenêtres Vitrage simple Double vitrage Vitrage isolant

96 Echanges thermiques entre les vitrages
Epaisseur de la lame de gaz (conduction et convection) Type de gaz, de préférence lourd Etat des surfaces, transparentes pour le visible mais de préférence réfléchissant bient l’infrarouge : vitrage sélectif

97 Echange de chaleur entre deux plaques

98 Rayonnement solaire sur un vitrage
Le facteur solaire g est le rapport de la densité de flux thermique traversant un élément de construction transparente (y compris la transmission secondaire de chaleur) au rayonnement incident global.

99 Caractéristiques de vitrages
Uv: coefficient de transmission thermique pour un vitrage placé entre l'intérieur chauffé et l'extérieur gp: coefficient de transmission global pour le rayonnement solaire perpendiculaire au vitrage gg: idem, pour le rayonnement solaire global, climat européen. Fr: facteur de réflexion. (GRES-EPFL, 1985)

100 Bilan thermique du vitrage
positif Bilan négatif g: gains U: pertes

101 Coefficients de transmission thermique des cadres

102 Déperditions au travers du cadre
Vitrage Zone perturbée

103 Effets des bords Le profil d'aluminium liant les glaces des vitrages isolants constitue un pont thermique dont il faut tenir compte.

104 Effet des bords Pour UV = 1,2 [W/(m²·K)] au centre:
U = , [W/(m²·K)] 1,63 1,84

105 Coefficient U d'une fenêtre
Vitrage Cadre doivent être pris en compte Bordure K coefficient de transmission thermique [W/(m²·K)] K’ Coefficient de transmission thermqiue linéique [W/(m·K)] A aire (du vitrage ou du cadre) [m²] l longueur des bordures de vitrages isolants [m] Indices: V vitrage C cadre B bordure, écarteur des doubles et triple vitrages.

106 Propriétés thermiques de fenêtres complètes
Type de cadre Type de vitrage Cadre bois, bois-métal, PVC Cadre métalliques isolants Vitrage isolant double 4/12/4 mm 3,1 3,3 Vitrage isolant triple 4/12/4/12/4 mm 2,1 2,3 Double fenêtre, espace 20 mm 2,8 3,0

107 Bilan thermique d'une façade Sud

108 Isolation optimale

109 Épaisseur optimale

110 Épaisseur optimale épaisseur optimale énergétique:
épaisseur qui minimise le coût énergétique total coût énergétique initial = Ei [J/m3] * e [m] coût énergétique annuel = DJ [K] * [s] / hch * U [W/m2K] U = 1 / (Ri + e/l) [W/m2K] (Ri = résistance thermique initiale) Coût énergétique total: Ce = Ei * e + T * DJ * / hch * 1 / (Ri + e/l) épaisseur optimale énergétique: eopt,e = sqrt(T * DJ * / hch * l / Ei) - Ri * l

111 Épaisseur optimale épaisseur optimale financière:
épaisseur qui minimise le coût financier total coût financier initial = Pi [CHF/m3] * e [m] coût financier annuel = DJ [K] * [s] / hch * U [W/m2K] * P [CHF/J] U = 1 / (Ri + e/l) [W/m2K] (Ri = résistance thermique initiale) Coût financier total: Cf = Pi * e + T * DJ * / hch * 1 / (Ri + e/l) * P épaisseur optimale financière: eopt,f = sqrt(T * DJ * / hch * l * P / Pi) - Ri * l

112 Epaisseur optimale

113 Coût à l’épaisseur optimale

114 Isolation cohérente Equivalent

115 Epaisseurs d’isolant financièrement cohérentes

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117 Exercice supplémentaire 3.1
Calculer le coefficient de transmission thermique maximum permettant d'éviter l'apparition de moisissures en surface lorsque les températures intérieure et extérieure valent respectivement 20 et 0 °C et que l'humidité relative intérieure est de 60 %. (Hypothèse: utiliser un coefficient de transfert thermique superficiel intérieur de 8 W/m2K)

118 Exercice supplémentaire 3.2
Quelle épaisseur de laine de verre (λ = 0.04 W/m·K) faut-il placer dans un mur constitué de deux épaisseurs de 12.5 cm de brique (λ = 0.4 W/m·K) pour obtenir un coefficient de transmission thermique global de 0.4 W/m2K ? (Hypothèse: utiliser les valeurs suivantes pour les coefficients de transfert thermique superficiels respectivement intérieur et extérieur: 8 et 20 W/m2K)