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Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours
Michaël Thienpont Octobre 2005 page 1
1Cycle Ingénieur2ème année
Michaël Thienpont6 décembre 2005
Calcul de Charges
2Cycle Ingénieur2ème année
Michaël Thienpont6 décembre 2005
Plan du cours
IntroductionTraitement de l'airCalcul de Charges climatiquesÉléments de technologieSpécificités de la régulationApproche système et fonctionnelle des installations de génie climatique
3Cycle Ingénieur2ème année
Michaël Thienpont6 décembre 2005
Plan de séance
Généralités concernant la météoPrise en compte de l'inertiePrincipe du bilan thermique
Régime permanent / dynamiqueLes différentes méthodes
Passage en revue des différentes chargesApplications
le piège du renouvellement d'airtracé de la droite de soufflage
4Cycle Ingénieur2ème année
Michaël Thienpont6 décembre 2005
Introduction
Objet du calcul des ChargesDifférentes méthodes...
Aucune n'est « plus juste » que les autresDes logiciels existent
Pas de bilan « complet » prévu pour l'examen mais un « morceau » stratégique...
Génie Climatique – Calcul des charges – Support de Cours
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5Cycle Ingénieur2ème année
Michaël Thienpont6 décembre 2005
Principe du bilan thermique
Bilan en RP...facilité mathématiquedidactiquepas toujours adapté
exemple : chambre climatique d'essais pharmaceutiquesexemple : immeuble fortement vitré
Réalité : régime dynamiqueinertie forte / inertie faiblevariations de charges fortes / faibles
6Cycle Ingénieur2ème année
Michaël Thienpont6 décembre 2005
Plusieurs cas
Calcul réglementaireCas hiver
Climatisation ou chauffage ?
Cas étécalcul de climatisation
Cas en mi-saisoncalcul généralement oublié...
7Cycle Ingénieur2ème année
Michaël Thienpont6 décembre 2005
Les méthodes
Méthodes manuelles (stylo ou tableur)Guide AICVFMéthode du CosticCalcul des charges (éditions parisiennes, P. Courtin)Airwell (reprise dans le Mémotech)...
Méthodes logicielles...
Fondements physiques communs !Ratios ou données réelles ?
Ne pas mélanger les méthodes !
8Cycle Ingénieur2ème année
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Les différentes charges
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9Cycle Ingénieur2ème année
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Les différentes charges
Extérieurparois opaquesvitragesinfiltrationsrenouvellement d'air ? (piège à éviter)
Intérieurmachines & processuséclairageoccupantsparois internes
10Cycle Ingénieur2ème année
Michaël Thienpont6 décembre 2005
2 Calculs distincts
Calcul réglementaireRT2000Cas défavorable, calcul par bâtiment ou logement typeCalcul « simplifié » pour pouvoir être appliqué par tous......quoique.cf. cours spécifiques
Calcul pour le dimensionnementCas + proche de la réalité, calcul par localCalcul hiver & étéSe rapproche du calcul réglementaire
11Cycle Ingénieur2ème année
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Notion d'inertie
Analogie à la mécaniquePhénomène bien identifiéPas de définition mathématique
12Cycle Ingénieur2ème année
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L'inertie.
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13Cycle Ingénieur2ème année
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Inertie de transmission
Il s’agit du temps que met un front de chaleur pour traverser une paroi.Pour une paroi d’épaisseur supérieure à 300 mm, on a un déphasage d’environ 12 heures. Intéressant, car alors le pic de midi (extérieur) se ressent à minuit (intérieur) � logement.
14Cycle Ingénieur2ème année
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Inertie d'absorption
Le phénomène est différent : on considère cette fois l’énergie qui sera emmagasinée par les parois, le mobilier, etc. pour être restituée avec un temps de retard (dès 100 mm de paroi, on obtient une efficacité maximale).Cette inertie dépend des caractéristiques thermiques et de la géométrie des éléments intervenants.Utilisation de classes d’inertie thermique en fonction du poids des parois extérieures rapporté à la surface habitable.
15Cycle Ingénieur2ème année
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Inertie suivant le poids/m²
Paroi avec contact avec l’air intérieurrapporté à la surface habitable [kg/m²]
Classe d'inertie
<100 Très faible101-149 Faible150-400 Moyenne>400 forte
16Cycle Ingénieur2ème année
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Classe d'inertieCostic
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17Cycle Ingénieur2ème année
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Les charges externes
Parois opaquesParois vitrées
Infiltrations et renouvellement d'air
18Cycle Ingénieur2ème année
Michaël Thienpont6 décembre 2005
Découpage géographique
Pourquoi un découpage géographiqueLes stations météoLes DJUPoids des charges extérieures
19Cycle Ingénieur2ème année
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Hiver
20Cycle Ingénieur2ème année
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Été
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21Cycle Ingénieur2ème année
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Conditions extérieures
22Cycle Ingénieur2ème année
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Transferts thermiques à l'extérieur
Parois Opaques :ConvectifRayonnement IRRayonnement Solaire
Parois VitréesRayonnement Solaire traversantIdem parois opaques
Voir plus loin
23Cycle Ingénieur2ème année
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Parois Opaques : schéma
0,1750,06
INTERIEUREXTERIEUR
b isT ir ciel
T ir sol
T pextT p int
T i éqhc/r int
T ehce
CAS DE NUIT
φ
24Cycle Ingénieur2ème année
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Mise en équation à l'extérieur
EXTERIEUR
T ir ciel
T ir sol
T pext
Tehce
φ
=ir F p-cielT p ext4 T ir ciel
4 ir F p-solT p ext4 T ir sol
4 hceT p extTe