Analyse de la demande énergétique dans les ouvertures ou les fenêtres

Etude de la demande énergétique dans les ouvertures et fenêtres et influence sur l'enveloppe thermique.

L'un des points clés de l'enveloppe d'un bâtiment ou d'un bien et qui influence de manière décisive la la demande d'énergie sont les trous ou les fenêtres. Ceux-ci sont constitués de boiseries et de verre.

En premier lieu, il faut analyser et comprendre comment la composition de l'écart peut influencer la demande énergétique.Je vais essayer de faire un tour entre tous les concepts qui les définissent (en référence à la demande énergétique).

Cela permettra à nos connaissances d'atteindre un niveau de décision acceptable, selon l'objet proposé; En d'autres termes, nous contribuerons à réduire les émissions de CO2, car nous aurons besoin de moins d'énergie non renouvelable pour atteindre les objectifs confort théorique au sein des espaces de nos bâtiments.

Avec ce postulat, nous chercherons que la composition de nos trous soit telle qu'en été peu de chaleur entre par eux dans nos espaces et qu'en hiver, la chaleur des systèmes de chauffage ne s'échappe pas vers l'extérieur. Nous garderons à l'esprit que prendre une décision rationnelle en la matière n'est pas une tâche facile, car des facteurs qui affectent directement ou indirectement la transmission de chaleur interviennent dans ladite analyse :

1. Taille et superficie
2. Climat du lieu
3. Orientation solaire des façades
4. Dispositifs d'ombrage
5. Destination et mode d'utilisation du bâtiment
6. Etc.

Comment la chaleur peut-elle être transmise ou conduite à l'intérieur des espaces d'un bâtiment ?

Partant du fait que tous les corps interagissent avec l'environnement, nécessitant un équilibre; Nous affirmons que le processus de transmission de chaleur il se produit toujours d'un espace ou d'un corps plus chaud à un autre moins chaud.

L'extérieur sera toujours à une température différente de l'intérieur de nos bâtiments; la chaleur sera transmise de l'espace le plus chaud au moins chaud à travers les éléments qui composent nos fenêtres. Cette forme de transmission de chaleur est appeléeconduite.

Lorsque les rayons du soleil frappent directement nos fenêtres, une partie de la chaleur sera transmise à l'intérieur du bâtiment. Cette forme de transmission de chaleur est appeléeradiation. L'air peut également transmettre de la chaleur à l'intérieur ou à l'extérieur de nos bâtiments, appelant ce formulaire pourconvection.

Lorsque nous sommes clairs sur les concepts exposés, nous pouvons définir letransmission thermique ou transmittance (U), comme la quantité de chaleur qui est échangée entre l'intérieur et l'extérieur dans l'unité de temps, soit par conduction, rayonnement ou convention, lorsqu'il y a une différence de température entre les surfaces extérieure et intérieure.

Par conséquent, plus le coefficient de transmission thermique est faible, plus le transfert d'énergie entre les deux faces est faible, et donc meilleure sera la capacité isolante du trou ou de la fenêtre.W / m²K (quantité de chaleur par heure, exprimée en watts, transmise à travers une surface de 1 m2 pour chaque degré kelvin de différence entre l'intérieur et l'extérieur).

La chaleur ne se transmet pas de la même manière à travers le verre qu'à travers le plastique. Le verre conduit la chaleur plus rapidement que le plastique. On pourrait aussi dire que le verre offre moins de résistance à la transmission de la chaleur que le plastique.

Ce fait nous dit qu'il y a une caractéristique intrinsèque des matériaux. Ceci est connu commecoefficient de conductivité thermique (λ). Chaque matériau, selon sa composition, possède un coefficient qui le caractérise, transmettant ou résistant plus ou moins à la chaleur.

Il est mesuré enW / mK(Quantité de chaleur, exprimée en watts, qui traverse l'unité de surface d'un échantillon de matériau, d'extension infinie, de faces planes parallèles et d'épaisseur unitaire, lorsqu'une différence de température égale à un est établie entre leurs faces).

Demande d'énergie dans le facteur solaire et l'absorptivité.

Le Soleil transmet de l'énergie à l'extérieur par le biais d'un ensemble de rayonnements électromagnétiques ou d'ondes appelées rayonnement solaire. Ces ondes ou rayonnements électromagnétiques peuvent se manifester de diverses manières, telles que la chaleur rayonnée, la lumière visible, les rayons X ou les rayons gamma.

Dans l'ensemble de ces radiations ou énergies émises par le Soleil, il y a un groupe que l'œil humain peut percevoir et un autre groupe qui est incapable de capter. Il est connu respectivement sous le nom de spectre visible et invisible. Dans le spectre visible, nous avons la lumière visible.

Dans le spectre invisible, nous avons la lumière non visible, qui diffère en deux groupes; rayons infrarouges (rayons infrarouges, signaux de télévision, signaux radio, micro-ondes, rayonnement thermique) et rayons ultraviolets (rayons ultraviolets, rayons X, rayons gamma). La couleur des objets dépend de ce qui se passe lorsque la lumière (partie du rayonnement solaire qui peut être perçue par l'œil humain et interprétée par le cerveau en différentes couleurs) tombe dessus.

Les matériaux absorbent certaines couleurs et en reflètent d'autres. Les couleurs que nous voyons sont les couleurs réfléchies.

Ajoutons à titre d'exemple une feuille verte, elle absorbe toutes les couleurs sauf le vert, qui est réfléchi, capté par l'œil humain et interprété par le cerveau dans cette couleur. Les matériaux noirs absorbent toutes les couleurs et n'en reflètent aucune (pas de couleur). En revanche, les matières blanches reflètent toutes les couleurs.

Par conséquent, on peut dire que les matériaux absorbent et émettent de l'énergie. (Nous pouvons voir plus de la couleur de cet article)

• Absorptivité

C'est la propriété d'un matériau qui détermine la quantité de rayonnement incident qu'il peut absorber. Sa valeur est dans la plage 0<α<1><α<100% un="" cuerpo="" negro="" absorbe="" toda="" la="" radiación="" incidente="" sobre="" él,="" es="" un="" absorbente="" perfecto="" (α="1" ó="">

• Facteur solaire.

Le rapport entre l'énergie totale qui pénètre dans une pièce à travers un vitrage et l'énergie solaire qui affecte ledit vitrage. Cette énergie totale est la somme de l'énergie solaire qui entre par transmission directe et de celle donnée par le vitrage à l'intérieur des locaux en conséquence de son absorption d'énergie.

Ainsi, un verre qui a un facteur solaire de 40 % signifie que seulement 40 % de l'énergie solaire est autorisée à traverser. Par conséquent, plus le pourcentage de facteur solaire d'un verre est faible, plus la protection qu'il offre contre l'énergie solaire est élevée.

Un fluide caloporteur pourrait être de l'air comme nous l'avons vu précédemment, par conséquent, un concept important à considérer serait la perméabilité de la menuiserie à ce fluide de transfert. Nous définissons leperméabilité à l'air, comme la quantité d'air qui passe à travers une fenêtre fermée. Elle se mesure en m3/h.

Si on regarde le tableau, pour qu'une fenêtre soit classée en classe 4, elle ne doit pas avoir une infiltration supérieure à 3m³/ h (par mètre carré surface) et 0,75 m³/ h (par mètre linéaire de joint).

Maintenant, nous avons suffisamment de connaissances pour pouvoir interpréter les données qui caractérisent la composition de nos trous, et pour pouvoir décider lequel des systèmes existants nous avons besoin pour améliorer la demande énergétique de nos bâtiments.

Pour conclure et en résumé, disons que lecadre de fenêtre Il représente entre 25% et 35% de la surface vitrée et sa propriété principale est la Transmission Thermique.

Les matériaux les plus courants sont métalliques, métalliques à rupture de pont thermique, bois, PVC et mixtes (bois-aluminium, polyuréthane à âme métallique, métallique à rupture de pont thermique rempli de mousse isolante…).

De la même manière pour dire que le verreest l'élément le plus important de la composition, si l'on regarde la surface occupée par ceux-ci. On peut le classer en :

1. Monolithique ou simple.Formé par un seul verre ou par 2 ou plusieurs verres réunis sur toute sa surface (appelés laminaires). On peut le trouver incolore, coloré, imprimé et sécurisé.
2. Faible émissivité. Ce sont des verres monolithiques, sur lesquels une très fine couche d'oxyde métallique a été déposée, réduisant ainsi le transfert de chaleur par rayonnement (il réduit l'entrée du rayonnement solaire, améliorant l'isolation en saison estivale).
3. Double vitrage. Ensemble de deux ou plusieurs verres monolithiques séparés l'un de l'autre par une ou plusieurs chambres à air, hermétiquement fermées. Ce type de verre limite les échanges thermiques par convection et conduction. Si nous incorporons également du verre à faible émissivité, la capacité isolante est renforcée.

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Article préparé par Gustavo A. Fdez.Bermejo (Architecte technique et conseiller en énergie) Accès à son site Web… http://gustavoafernandezbermejo.blogspot.com.es/. Collaborateur OVACEN