En 12831_2015 Theorie FR

Janvier 2015 - Page 1

Christophe Delmotte, IrLaboratoire Mesure de prestations d’Installations Techniques

CSTC - Centre Scientifique et Technique de la Construction

Méthode de calcul des déperditions calorifiques de base

NBN EN 12831:2003

prNBN EN 12831 ANB


Les notes de cours ne font pas partie despublications officielles du CSTC et ne peuventdonc être utilisées comme référence.

La reproduction ou la traduction, mêmepartielle de ces notes, n’est permise qu’avecl’autorisation du CSTC.


Norme européenne et annexe nationale

NBN EN 12831:2003 Systèmes de chauffage dans les bâtiments –

Méthode de calcul des déperditions calorifiquesde base

prNBN EN 12831 ANB Annexe nationale en cours de publication Valeurs normatives utilisées en Belgique

pour le calcul

NBN B 62-003:1986 Sera supprimée lors de la publication

de l’annexe nationale


Buts de la norme

Calcul de la charge thermique De l’ensemble du bâtiment pour

le dimensionnement du générateur de chaleur

Pièce par pièce pourle dimensionnement des radiateurs

Convient pour des espaces d’une hauteur inférieure à 5 m (autres cas en annexe)

Méthode complète et méthode simplifiée La méthode simplifiée ne peut pas être utilisée


Procédure de calcul (pièce par pièce)

1. Température extérieure de baseTempérature extérieure moyenne

2. Statut des différents espaces (chauffé ou pas)et températures intérieures

3. Dimensions et propriétés thermiquesdes différentes parois

4. Calcul des déperditions par transmission

5. Calcul des déperditions par renouvellement d’air

6. Calcul des déperditions totales

7. Calcul de la surpuissance de relance

8. Calcul de la charge thermique nominale


Procédure de calcul (bâtiment)

1. Somme des déperditions par transmissiondes espaces chauffés

2. Somme des déperditions par renouvellement d’air des espaces chauffés

3. Somme des déperditions totalespar transmission et par renouvellement d’air

4. Somme des surpuissances de relancedes espaces chauffés

5. Somme des déperditions totaleset de la surpuissance de relance totale


Outil de calcul

Feuille de calculau format Excel www.cstc.be


Outil de calcul / Data

Choixde la langue Français

Allemand

Néerlandais

Anglais

Données administratives


Données nécessaires

Température extérieure de base e

Température extérieure moyenne m,e


Température extérieure de base


Outil de calcul / Room

Données climatiques Température extérieure de base

Moteur de recherche disponible



Température intérieure des différents espaces int,i



Nom de chaque espace

Température de base choisie



Données relatives au bâtiment Volume interne des espaces

Surface des différentes parois

Coefficient de transmission thermiquedes différentes parois

Coefficient de transmission thermique linéaire des différents ponts thermiques

Longueur des différents ponts thermiques



Données relatives à la ventilation Vsu: débit d’alimentation en air

su : température de l’air pulsé

Vex: débit d’évacuation d’air

n50: taux de renouvellement d’air sous 50 Pa

▪ Valeur par défaut = 6 h-1


Conventions relatives aux dimensions

Parois de l’enveloppe mesuréessur base des dimensions extérieures Pour deux espaces voisins,

mesure jusqu’à l’axe de la paroi commune

Dimensions verticales mesuréesde plancher à plancher

Portes et fenêtres mesurées sur basedes dimensions extérieures des ouvertures

Parois intérieures mesuréessur base des dimensions intérieures






Température de base choisie

Aire nettede plancher

Volume intérieur


Déperditions totales (espace chauffé i)

i = T,i + V,i

T,i = Déperditions par transmission

V,i = Déperditions par renouvellement d’air


Déperditions par transmission

T,i = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij) . (int,i - e)

HT Coefficient nominalde déperdition par transmission Vers l’extérieur par l’enveloppe

Vers l’extérieur via un espace non chauffé

Vers le sol

Vers un espace voisin chaufféà une température différente


Transmission directe vers l’extérieur

Ak : aire (paroi k)

Uk : Coef. de transmission thermique (paroi k)

l : Coef. de transmission thermique linéique (pont thermique linéaire l)

ll : longueur (pont thermique linéaire l)

▪ Le calcul ne tient pas comptedes ponts thermiques non linéaires

, Ψ


Ponts thermiques linéaires

NBN EN ISO 14683:2008


Ponts thermiques linéaires

Valeur Uk corrigée pour une prise en compte forfaitaire des ponts thermiques


Outil de calcul / Wall

Descriptionet propriétésdes différentes paroiset des ponts thermiques


Outil de calcul / T01 à T20

Nature et surface des différentes parois Liste déroulante pour les parois

Nature et longueur des ponts thermiques




Vers l’extérieur par l’enveloppe


Vers le sol



Transmission vers un espace non chauffé

bu : facteur de réduction qui prend en comptela différence de température entrel’espace non chauffé et l’extérieur

▪ valeurs tabulées

, Ψ


Facteur de réduction




Facteurde réduction



Nature et surface des différentes parois

Nom de l’espace considéré Liste déroulante pour les parois et les espaces






Vers le sol



Transmission vers un espace chauffé

fij : facteur de réduction de températurequi prend en compte la différenceentre la température de l’espace adjacentet la température extérieure

,

,

,


Température des espaces adjacents




Températuredes espaces




Nom de l’espace considéré Liste déroulante pour les parois et les espaces






Vers le sol

Vers un espace voisin chauffé à une température différente


Transmission à travers le sol

Méthode de calcul détaillée

Méthode de calcul simplifiée Les ponts thermiques

ne sont pas pris en compte


Transmission à travers le sol

Ak : aire (paroi k)

Uequiv,k : Coef. de transmission thermique équivalent (paroi k)

▪ Fonction de la valeur Uk (paroi k)

▪ Fonction la dimension caractéristiquedu plancher B’

▪ Tableaux et graphiques pour la détermination

, 1,45, ,

, , 1,15


Dimension caractéristique du plancher

Ag : Aire de la dalle de plancheren contact avec le sol

P : Périmètre exposé de la dalle de plancher

Ag = 75 m²; P = 25 m; B’ = 6

Ag = 75 m²; P = 15 m; B’ = 10

7.5 m 7.5 m

10 m

2


Dimension caractéristique du plancher

B’ s’applique théoriquementà un bâtiment dans son ensemble

Pour un calcul pièce par pièceon suit les règles suivantes Pour les pièces sans mur extérieur,

on calcule B’ pour le bâtiment entier Pour les pièces avec un sol bien isolé

(Ufloor < 0.5 W/m².K), on calcule B’pour le bâtiment entier

Pour les autres pièces, on calcule B’sur base des dimensions de la pièce



Aire bruteet périmètre exposé Espaces

en contact avec le sol

Bâtiment dans son ensemble


Outil de calcul / Wall

Indication spécifique pourles parois en contact avec le sol Mur = 1 ou plancher = 2


Transmission à travers le sol (plancher)


Transmission à travers le sol (mur)




Profondeur moyenne des parois Liste déroulante pour les parois


Plancher sur cave ou vide sanitaire

Calcul des déperditionsà travers le plancher comme pour les espaces non chauffés HT,iue


Déperditions totales (espace chauffé i)

i = T,i + V,i

T,i = Déperditions par transmission

V,i = Déperditions par renouvellement d’air


Déperditions par renouvellement d’air

T,i = HV,i . (int,i - e)

HV,i Coefficient nominal de déperditionpar renouvellement d’air

Vi : débit d’air dans l’espace chauffé

: masse volumique de l’air

cp : capacité thermique massique de l’air

, 0,34


Sans système de ventilation

On considère un débit de ventilation forfaitaire

Vmin,i Débit de ventilation de base

Vinf,i Débit d’infiltration d’air

L’air est à la température extérieure

max , , ,


Ventilation de base (« hygiénique »)

Vi volume intérieur de l’espace chauffé

,


Infiltration d’air

Vi volume intérieur de l’espace chauffé

, 2 2 6 · 0,1 · 1 1,2


Outil de calcul / Ventil

Étanchéité à l’air mesurée ou imposée Valeur par défaut égale à 6.0


Avec système de ventilation

On tient compte des caractéristiques du système

Vinf,i Débit d’infiltration d’air

Vsu,i,j Débit d’alimentation en air

fv,i,j Facteur de réduction de température

Vmech,inf,i Débit d’air extrait excédentaire

, , , , , , ,


Débit d’alimentation en air

On tient compte de chaquebouche d’alimentation du local Alimentation naturelle

Pulsion mécanique

Ouverture de transfert

et de la température de l’air su,j

, , ,

,


Débit d’air extrait excédentaire

Au niveau du bâtiment,si le débit d’évacuation d’air est supérieurau débit d’alimentation en air,la différence sera réalisée par infiltration

La différence est répartie forfaitairement dans tous les espaces au prorata de leur volume

, , ; 0 ∑


Débit d’air à considérer

Pour chaque espace, le débit d’air doit être supérieur au débit de ventilation de base

Sinon il faut ajouter la différence à Vi

, , , , , ,

, , · , , , , ,


Débit d’air à considérer

Si les différents débits d’air ne sont pas connus il faut considérer qu’il n’y a pasde système de ventilation


Outil de calcul / Ventil

Introduire les données disponibles Laisser vide si pas de données


Surpuissance de relance

Si on laisse les espaces se refroidir(la nuit ou le week-end par exemple)il faudra parfois une puissancecomplémentaire pour les réchaufferdans un délai raisonnable

Cette surpuissance de relance dépend de la capacité calorifique des matériaux

du délai souhaité pour le réchauffage

de l’écart de température



La surpuissance de relance peut être calculée de façon détaillée par des méthodes de calcul dynamiques Non décrites dans la norme

La norme proposeune méthode de calcul simplifiée


Conditions pour le calcul simplifié

Immeubles résidentiels Période d’abaissement ≤ 8 heures

Les matériaux de constructionne sont pas légers (pas une ossature bois)

Immeubles non résidentiels Période d’abaissement ≤ 48 heures (week-end)

Période d’occupation pendantles jours de travail ≥ 8 heures

Température intérieure (conception)comprise entre 20 et 22°C



Ai Aire du plancher de l’espace chauffé

fRH Facteur de relance

Φ ,


Outil de calcul / Heat up

Introduire les valeurs sélectionnées


Charge thermique nominale (espace)

Pour déterminer la puissance des radiateursà installer dans un espace on fait la sommedes éléments suivants Déperditions calorifiques par transmission

Déperditions calorifiques par renouvellement d’air

Puissance de réchauffage

Φ , Φ , Φ , Φ ,


Outil de calcul / Heat load


Charge thermique nominale (bâtiment)

Pour déterminer la puissance de la chaudièreà installer dans un bâtiment on fait la somme des éléments suivants pour tous les espaces chauffés Déperditions calorifiques par transmission

Déperditions calorifiques par renouvellement d’air


Φ Φ , Φ , ∗ Φ ,


Charge thermique nominale (bâtiment)

Somme de déperditions calorifiquespar renouvellement d’air modifiée Infiltration simple dans les espaces

Chaleur transférée à l’intérieur du bâtimentnon comptée

▪ De toute façon les entréeset les sorties s’équilibrent

, 6 · 0,1 · 1 0,6


Outil de calcul / Heat load


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