Calculer les déperditions d'une maison en utilisant les relevés de températures ?

[lustiot]

Bonjour à tous,

Nous n'avons pas encore choisi la puissance de notre poele à bois dans notre nid en paille (2 niveaux de 75m²)... Depuis septembre j'ai posé 2 sondes qui font un enregistrement de température et d'humidité toutes les 10 min (intérieur et extérieur sous abri)... J'ai un joli graphique avec 23 000 points...

Existe t il une règle de calcul prenant en compte le volume de la maison et les relevés de température int / ext pour en déduire les déperditions et donc la puissance maximale à avoir au niveau du poêle de manière empirique ? En sachant que nous ne vivons pas encore dedans, que la vmc n'est pas branchée et que les entrées d'air dans les huisseries sont percées mais non montées !

Avec ces relevés, j'ai 2 journées de chauffe à 6Kwh les deux week end derniers (+5-6 °C en 8h de chauffe les pics les plus grands sur le graphiques).... avec la remontée puis re descente de la courbe, ma question est donc : peut on en tirer quelque chose et/ ou faudrait il chauffer plus longtemps maintenant que les températures sont redevenues positives ?

Merci d'avance de vos avis sur la question


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[jc_s2000]

Salut

Je suis dans le même cas que toi, avec peu près les mêmes températures. Mur en Beton cellulaire et ITE.

Avec ces données on devrais pourvoir sortir la consommation au kwh/m²/an ?


Merci
jc

[cchristof]

Ces courbes ne sont pas adaptées au calcul des déperditions. Vous devez l'effectuer à partir des caractéristiques des parois, de la ventilation. Selon votre région et altitude ça vous permettra d'avoir une idée de la puissance... Minimale à installer (puissance dite de base, pour quand il fait nuit et froid)). Mais le dimensionnement d'un poële dépend aussi de la capacité des parois qui l'entourent à capter stocker et restituer la chaleur produite (inertie...). A déperditions égale, une maison bien isolée mais sans inertie sera difficile à chauffer avec un poêle sans avoir de grosses variations de température, alors qu'une aussi bien isolée avec davantage d'inertie pourra avoir un poêle qui fonctionne quelques heures une fois ou deux dans la journée avec des variations de températures acceptables... Et dans ce cas sa puissance pourra être supérieure à la puissance de base. (dans une maison en paille vous devez être à 2-3 kW en base ou moins dans votre région, de toute façon il n'y a pas beaucoup (ou pas) de poêles de cette puissance. Si vous êtes à 8 ou 9 kW de puissance de base dans une maison en paille, c'est que vous avez oublié de poser une fenêtre ! Il faut donc viser plus petit... Difficile d'être plus précis....

[lustiot]

mon souci dans l'équation est l'inertie thermique du bâtiment, 3 cm d'enduit terre intérieur partout, mur de masse central (2 tonnes de terre), isolation périphérique des soubassements pour profiter du hérisson / dalle / chape / terre cuite...

en bref... J'ai peur que les courtes périodes de chauffe du bati (chauffage de l'air) ne soient lissés par l'inertie... en gros il faudrait que je chauffe surement une semaine complète pour arriver au régime de croisière et observer au réel (ce que je vais peut être finir par mars, s'il n'est pas possible de calculer qqchose, quand les températures ext seront > 10°C pour ne pas trop tirer sur le chauffage d'appoint)

Cependant il reste tout de même une courbe de remontés de températures avec 7Kw... Existe t il une formule pour "extrapoler" la température intérieur à 19- 20°C et en déduire les pertes par -10°C ext sans chauffage ? (ce qui permettrait de connaitre du coup, les besoins pour maintenir cette température)
La question étant : est ce que les remontées de 3 - 4°C apportées par le solaire passif seraient aussi importantes si l'air intérieur est à 19°C ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[cchristof]

Là vous êtes plutôt dans des questions qui relèvent de la simulation thermique dynamique... Ou alors il faut vous fier à votre feeling, ce qui peut marcher aussi !

[cchristof]

Et puis si ça peut vous rassurer vu votre description ça semble bien réfléchi il n'y a pas de raison pour que ça se passe mal !

[lustiot]

Non pas de soucis...
Notre problématique est de savoir si un poêle de 5-12 Kw (Scan line Turin pour ne pas le nommer) ne risque pas de "trop chauffer"si on le charge correctement en bois ?
On peut toujours ouvrir les fenêtres en inter saison mais bon...

[SK69202]

Bonjour.

Avec seulement ces températures il ne me semble pas possible de calculer les déperditions, les seuls jours où cela semble en partie possible sont les jours de chauffage où on connait l'énergie injectée dans la maison.
On discute ici d'une façon de le faire, mais il faut connaitre l'énergie de chauffage, l'extrapolation serait possible, bref pas de réponse avant le printemps 2013.

Par contre les données sans chauffage donne une courbe de la contribution des apports gratuits, il y aura moyen de l'exploiter dans le futur.

@+

[lustiot]

Ok, c'est bien ce qu'il me semblait... et comme la vmc ne tournent pas encore et que les entrées d'air sont grandes ouvertes...cela fait bp d'inconnues....

Je vais essayer de négocier 2 jours de chauffage en continu pour avoir une courbe exploitable une fois que la maison sera repassée > 10°C

[SK69202]

Bonjour.

Relire dans le lien, les mesures journalières sont extrêmement volatiles, par contre quelques points de mesures, lire jours de chauffage, sont bon à prendre vu le faible nombre de données.
Je comprends que le chauffage est actuellement électrique, si le convecteur est mobile, le mettre à l'emplacement du poêle.
L'essai que je proposerai, une nuit, nuageuse si possible, on ferme au mieux la maison, pour parfaire l'étanchéité à l'air, et on laisse le chauffage un nombre d'heures connues pour avoir l'énergie. Cela permettrait de voir la réponse en température de la maison sans autre apport (il fait nuit) avec les pertes dues à la baisse de la température (d'où les nuages, moins de pertes radiatives).
On refait l'essai sans le chauffage.

On mâchouille les données pour estimer les pertes et on rapproche ça de l'énergie que pourrait injecter le poêle.

@+

[cornychon]

Bonjour,

Tu peux partir de la la loi fondamentale de la résistance thermique par conduction qui s’exprime en fonction du flux de chaleur entre deux milieux isothermes et les températures de ces deux milieux isothermes.
R = (T1 – T2) / Φ

T1 et T2 sont les températures des deux isothermes
Φ est le flux de chaleur entre les deux isothermes en Watts.
R est la résistance thermique de conduction en K/W (ou °C/W pour mieux comprendre)
En fonction de la résistance thermique de conduction, le flux de chaleur est :
Φ = (T1 – T2) / R

Avec les relevés de température tu peux calculer la consommation d’énergie par conduction en Wh/m2/K
Avec cette donnée tu peux calculer l’énergie nécessaire pour chauffer à la température de confort que tu souhaites et pour un air extérieur mini qui reste à choisir, -15°C est bien pour la region parisienne.

[lustiot]

Bonsoir,

Je reviens avec un test de chauffe fait tardivement mais qui permet de jauger les réactions de la maison

Les conditions : l'air au rdc de la maison était à 8.5°C depuis 24h et nous avions une fenêtre de 2 jours avec un temps couvert (chouette pas d'apports passifs !)
Nous avons commencé la mise en chauffe à 19h avec 2 poêles à gaz de 3Kwh chacun + 2 chauffage d'appoint soufflant de 1 et 2kwh, nous sommes restés à cette puissance jusqu'à l'heure du dodo à 1h du matin.
6h à 9kwh = 54kwh pour atteindre les 17°c dans l'air au RDC et les 16°c à l'étage (il faisait plus frais dans la salle de bain au RDC plein nord et derrière le mur de masse)
Ensuite nous avons couper le soufflant le plus bruyant pour ne laisser que les 8Kwh jusqu'au matin
Donc : 8h à 8Kwh = 48Kwh dans la maison pour atteindre les 21°C à 9h au RDC et froler les 20°c à l'étage

Ensuite nous avons eu mis en route des "brasseurs d'air" car si l'air était chaud... le sol (terre cuite) lui n'avait pas suivi la même courbe et nous avons eu un peu de condensation coté nord sous l'escalier (là où la chaleur à le plus de mal à se faufiler, bonjour le point de rosée)

Bref, entre les 2 brasseurs d'air et la porte nord qui est restée entre ouverte 2h pour nous permettre de bosser... L'air de la maison a commencé à baisser pour "retomber" à 18.5°C à midi alors que nous avions toujours 8Kwh de chauffe (mais avec de l'air frais à 11°C c'est un peu normal)
donc : 3h de plus à 8Kwh = 24 Kwh

Sur les coups de midi, nous avons refermé la porte nord et couper les chauffage gaz pour rester avec 3kwh électriques jusqu'à 15h soir 15kwh de plus
Durant cette intervalle, nous avons repris 0.5°c le temps ou la porte est resté fermée, pour reperdre 1°c après réouverture...

Je récapitule :
141 Kwh diffusés en 19h pour passer de 8.5°C à 17.5 °C sur 900 mètres cubes d'air, avec de bonnes pertes par "ventilation" due aux portes ouvertes...
Seulement, si vous observez les courbes ci jointes...L'air intérieur de la maison continue à "perdre" jusqu'à se stabiliser autour des 13°C en fin de nuit...


releve_chauffe.jpg

Interprétation ?

J'ai l'impression qu'une partie des calories n'ont pas fuit la maison par les murs/fenêtres (passer de 17 à 13 sur 900 mètres cubes ça doit faire quelques calories) mais sont allés se réfugier dans la masse de la maison enduit en terre de 3cm sur tous les murs, mur de masse de 1.5 tonne, Dalle + chape chaux de 30 cm sur hérisson.... ce qui fausse évidement les calculs que l'on pourraient déduire sur l'isolation de la maison...

pour bien faire il aurait fallu :
1- ne pas ouvrir les portes, mais bon fallait bosser pour poser de l'enduit terre
2- chauffer 2 ou 3 jours pour stabiliser la maison à 19°C, mais bon on n'y habitent pas encore (sinon on ne se poserait pas ce genre de question)

D'ailleurs depuis que je relève les températures (oct 2011), les valeurs minimales / maximale de l'air intérieur de la maison n'évoluent jamais de plus 1°c /jour, même quand le différentiel air intérieur / extérieur est de 10°C, 2°c maxi si le différentiel est de l'ordre de 15/20°C
Dans la seconde PJ, nous avons ouvert en grand la maison 2 journée de suite ce we pour profiter du beau temps (fin de graph)... L'air (pris plein sud et pulsé par les brasseurs d'air) remonte durant la période d'ouverture (+3°C par r/t au maxi de la veille) mais retombe aussi sec pour revenir à 0,5°c de son point de départ... comme cela se produit lors de journée ensoleillées (remontée de 4°c de l'air intérieur puis retour au point de départ)

Qu'en pensez vous ?
Je rappelle la question de départ...
poêle à bois (Turin) de 5-12Kwh avec PO assez ou trop puissant pour chauffer la maison (Madame veut son petit four et moi j'aimerais bien pas être obligé d'ouvrir les fenêtres dès que l'on fera une flambée un peu vive tous les 2 jours au mois de mars) ?




releve_post_chauffe.jpg

Ps : on a encore 1.5 cm d'enduit terre a remettre partout (170m² de mur environ)... encore plus de masse dans la maison par la suite...

[florisound]

Il me semble qu’a régime établit l’exponentiel de la courbe du haut irait se stabiliser vers 35° (il faudrait un temps plus long de chauffage)
La température externe étant de 10° ,l e delta int-ext = 25° si on prend 8 kw de puissance

LA rth du bâtiment vaut 25/ 8000 °k/W soit 0.003125

Si tu veux une consigne de 20 interne :

Ex : il fait 20 ° dehors la puissance a injecter vaut (20-20)/0.003125 =0

Il fait 19 dehors la puissance a injecter vaut (20-19)/0.003125=1/0.003125= 320 w

Pour 0 ext tu auras besoin de 6,4kw pour maintenir les 20° .Pour info chez moi il me faut 10kw corps de ferme dans les Vosges Alsacienne 300m² pour 0 ext sans soleil mesuré sur 5 jours !!

Donc je pense que tu doit être bien en dessous chez toi en puissance !!

Maintenant si tu chauffe par pulses il te faudra quand même une puissance supérieur.

Le poêle simple sans accumulation : Chauffage 12 h le jour et rien la nuit il te faut une puissance de 13 kw…

La difficulté est de trouver la stabilisation de l’exponentiel ( plusieurs jour suivant l’inertie du bâtiment)…
Apres quand tu habite les puissances gratuite se deduisent (eclairage cuisson tv etc)


Cdt

JC

[cornychon]

Qu'en pensez vous ?
...

Bonsoir,

Pour déterminer expérimentalement avec une bonne précision les besoins énergétiques d’une maison il faudrait :
1- Un air ambiant intérieur calme et isotherme. Mesurer l’apport moyen énergétique
2- Un air extérieur calme et isotherme,
3- Un apport et une perte par rayonnement thermique constant,


Pour faire des mesures les moins mauvaises possibles il faut s’approcher au mieux de ces conditions idéales.

Les points 1 est facile à satisfaire
Pour s’approcher des point 2 et 3 il faut faire des mesures à la fin d’une nuit calme lorsque les variations de températures sont faibles et que l’on est proche de l’équilibre thermique.

Il suffit ensuite d’exploiter les résultats à partir de la loi fondamentale de la résistance thermique par conduction (Voir réponse #11)

Il est impossible d’exploiter des mesures faites lorsque les paramètres importants sont en régimes variables.

Si tu veux faire des mesures sérieuses, il faut te faire prêter des radiateurs électriques pour réguler la température intérieure, la rendre proche de l’isotherme et mesurer l’apport énergétique moyen pendant la campagne de mesures.

[florisound]

Bonsoir,
Si tu veux faire des mesures sérieuses, il faut te faire prêter des radiateurs électriques pour réguler la température intérieure, la rendre proche de l’isotherme et mesurer l’apport énergétique moyen pendant la campagne de mesures.

Pas nécessairement, tu peux envoyer un échelon de puissance continu et mesurer l'élévation de température qu'il procure. (Comme ce qui a été fait mais il faut augmenter la durée ) ;
Tu connaîtras la résistance thermique du bâtiment et en plus sa capacité thermique.
Ce qui permet de voir si tu peux chauffer par accout par ex avec un poel.

Cdt

[cchristof]

Je confirme, ça marche pas mal, mais c'est du boulot : on modélise la maison par une boite isolée avec une masse dedans parfaitement accessible aux échanges de chaleur, de conductivité infinie en quelque sorte. Dans la boite il y a une source de puissance (les apports internes), un renouvellement d'air, et on peut aussi modéliser les apports solaires, mais c'est plus périlleux (variables selon l'heure...). On a une équation différentielle dont la résolution mène vers une exponentielle (je l'ai fait il y a qq années, je ne sais pas si je saurais encore !). Avec le tableur je me cale sur les mesures de températures enregistrées en réel et par recoupement je retrouve un Ubat (avec peu de précision) et surtout une "masse inertielle équivalente". J'en ai une à court terme (24h ) et une à moyen terme (qq jous). cela recoupe bien les masses que j'ai en réalité dans la maison ainsi que leur répartition, et après je peux prévoir au demi-degré près la température du lendemain matin dans la maison laissée "en roue libre" (poêle éteint) selon les apports internes et la température extérieure, et recaler mon modèle, etc etc
Mais bon tout ça avec la simulation thermique dynamique c'est un peu se faire du mal pour pas grand chose...
.

[florisound]

La roue libre bonne expression.

Pour avancer en vélos on peut donner un coup de pédale de temps en temps ou mouliner tout le temps.

Un bâtiment super isolé et sans inertie on ne peut pas mettre un chauffage type insert ou poêle conventionnel.
Par contre si on est pas bien isolé avec ou sans inertie on peut y mettre un poêle ou insert.

Au vu des courbes il me semble que tu peux prévoir ton poêle…et même un poêle nerveux !!
Car la relance semble lourde


Cdt

[cchristof]

La roue libre bonne expression.

Pour avancer en vélos on peut donner un coup de pédale de temps en temps ou mouliner tout le temps.

L'analogie me plaît aussi !

Un bâtiment super isolé et sans inertie on ne peut pas mettre un chauffage type insert ou poêle conventionnel.
Par contre si on est pas bien isolé avec ou sans inertie on peut y mettre un poêle ou insert.

Cdt

Par contre je pense (j'en suis même sûr vu que c'est ce que nous avons) que le poêle va très bien dans un bâtiment bien isolé avec de l'inertie...

Difficile à mon avis de tirer des conclusions avec des mesures parcellaires sur un bâtiment dont toute la masse est froide, dont le sous sol est froid, dont une partie des matériaux est en cours de séchage, dont une partie des apports est constitué d'apports solaires, dont une partie des déperditions provient de fuites d'air pas encore maîtrisées ...), pour ma part je reste sur mon avis donné en message 3 fondé sur mon expérience personnelle.

[lustiot]

Pour 0 ext tu auras besoin de 6,4kw pour maintenir les 20° .Pour info chez moi il me faut 10kw corps de ferme dans les Vosges Alsacienne 300m² pour 0 ext sans soleil mesuré sur 5 jours !!

Merci pour ton calcul, même si mes données ne sont pas tip top

ça semble coller avec la pseudo étude thermique que j'avais faite sur le logiciel "comme un thermicien" pour avoir une idée...
en rentrant la majorité des paramètres (certains ne sont pas modélisés pour le sol, du coup j'ai pris ce qui se rapprochait le plus en "construction conventionnelle") il me donnait 5.5 Kw pour maintenir les 19°C par -5°C en lissant les apports solaires passifs... donc avec 12Kw + inertie ça devrait coller, au pire on ressort le butane en appoint pour les 5-10 jours où ça caille vraiment et ou on est pas là en journée...

[lustiot]

Il est impossible d’exploiter des mesures faites lorsque les paramètres importants sont en régimes variables.

Si tu veux faire des mesures sérieuses, il faut te faire prêter des radiateurs électriques pour réguler la température intérieure, la rendre proche de l’isotherme et mesurer l’apport énergétique moyen pendant la campagne de mesures.

J'ai déjà des radiateurs électriques (4Kw) que je peux mettre en route... ils ont participé à la chauffe mais j'avais mis le thermostat à fond pour être sûr qu'il ne se coupent pas

En fait l'idée au départ était aussi d'observer la montée en température de la maison avec une certaine puissance...pour voir si on remontait vite ou pas... pour cela je pense que le test est concluant avec 9Kwh

Donc en gros... si je veux rejouer à ça... j'attends qu'il refasse un temps de chiotte pour ne pas avoir de solaire passif l'aprem (quoi que maintenant en observant les courbes j'ai pas l'impression que l'apport joue beaucoup sur 24h car la masse pompe tout en quelques heures) et je cale mes radiateurs sur la même consigne pour qu'ils me chauffent l'air jusqu'à ce que la température soit stabilisée (en gros que ma terre soit tiède mais ça risque de prendre plusieurs jours si je veux la remonter de plusieurs degrés)... puis je met met un compteur sur les prises qui alimentent les radiateurs pour mesurer la consommation sur une tranche horaire la nuit.. je récupère les relevés de température int et ext.... et on remouline ?

Le tout en espérant qu'il fasse suffisamment froid (que le différentiel entre int et ext soit >10°C ?) et couvert cette nuit là pour que ça soit stable (et sans vent)... en sachant que je peux le faire que le week end... çà risque d’être dur d'avoir une fenêtre de tir avant l'été...

J'ai comme l'impression qu'on va faire poser le poêle que l'on présent (sauf si vous pensez que 5-12Kw ça semble vraiment trop) et qu'on verra en situation réelle, la problématique de départ était juste d’avoir une idée de puissance à installer en sachant qu'on est pas là en journée et que la maison va avoir de l'inertie pour compenser...

Je sens que je vais surtout investir dans un thermomètre laser pour mesurer la température des parois (car au final c'est ça le plus important pour la sensation de confort) ça m'aidera à comprendre les réactions de la maison par la suite et à jouer avec la météo pour composer avec le solaire passif...

[SK69202]

Bonsoir.

Je sens que je vais surtout investir dans un thermomètre laser pour mesurer la température des parois (car au final c'est ça le plus important pour la sensation de confort) ça m'aidera à comprendre les réactions de la maison par la suite et à jouer avec la météo pour composer avec le solaire passif...

Non, il faut un thermomètre de contact, il y a trop d'imprécision avec un thermomètre IR (quelques milliers de mesures). Je fais depuis 18 mois mes mesures avec celui-ci et je viens de m'offrir celui là pour encore mieux jouer.
Je maintiens le contact 90s (chronomètre) pour avoir une lecture identique partout, toujours vers la même heure (22h).

J'ai comme l'impression qu'on va faire poser le poêle que l'on présent (sauf si vous pensez que 5-12Kw ça semble vraiment trop) et qu'on verra en situation réelle, la problématique de départ était juste d’avoir une idée de puissance à installer en sachant qu'on est pas là en journée et que la maison va avoir de l'inertie pour compenser...

Avec un peu d'inertie je ne vois pas de problème majeur à ce niveau de puissance, peut être que la flambée du soir devra être retardée le temps que les apports gratuits s'estompent.
Le truc à voir c'est la circulation de l'air, l'inertie c'est bien, mais il faut de la surface d'échange avec l'air pour que le poêle la "recharge". L'air chaud doit donc circuler assez vite.
Chez moi le poêle de 18kw, présente une puissance moyenne de 2.5 à 3 kw sur 24 h (de 15 à 150kwh utiles /jour), l'inertie du chauffage (bouilleur) et celle de la maison (considérable) font le lissage (1 à 3 flambées, T° max 22-24°C).

@+

[cornychon]

Bonsoir,

@lustiot,

Pour déterminer la résistance thermique globale d’une maison, il faut choisir une température interne, la réguler et ne plus y toucher pendant plusieurs jours pour arriver le plus proche possible de l’équilibre thermique. Il faut en parallèle relever les consommations et les températures extérieures.
Lorsque tu arriveras à une période faste pour l'equilibre thermique, tu auras la température extérieure, la température intérieure et les pertes thermiques.
Avec ces trois paramètres tu auras la résistance thermique par conduction globale en °C.Watts/m2. R = (T1 – T2) / Φ

Si tu as par exemple 3 °C.W/m2
Pour 100 m2, 20°C int et -10°C ext il faudra apporter 3 x100 x 30 = 9 kWh

Cette méthode permet de connaître les puissances à installer avec une précision largement suffisante pour être exploitable.
Il faut ensuite pondérer en fonction des moyennes de températures et des journées d’ensoleillement pour évaluer les consommations annuelles.

J’utilise cette méthode pour définir la puissance optimale des PAC air-air destinées à tenir les objectifs d’économie d’énergie avec un minimum d’investissement. Les retours sur investissement devant pour moi commencer à se faire en gros au bout de 5 ans.

[SK69202]

Bonsoir.

Pas besoin d'une température stabilisée, par contre ce qu'il faut c'est beaucoup de mesures (températures Int/ext, énergie), on a compris que cela sera fait après mais pour l'instant, on cherche une courbe avec 2 ou 3 mesures au hasard, bref on n'ira pas bien loin.

Une étude thermique, utilise des scénarios et des parois idéalisées, elle donne une valeur théorique de la puissance nécessaire conforme aux hypothèses, elle peut s'écarter de l'usage réelle et du confort d'utilisation. Si elle ne sert pas à concevoir la maison mais juste à choisir le poêle, je pense que cela ne sert pas à grand chose.
Quand aux formules à la louche, c'est sans intérêt, autant se faire plaisir, prendre le poêle voulu et aux résultats.......

@+

[Philou67]

De même, la résistance thermique calculée ainsi ne se limite pas aux transferts par conduction, mais également aux transferts par rayonnement et aux pertes par ventilation.

[josepsolebonet]

Avec les mesures seules de temperature on ne peut pas estimer les deperditions d'un batiment.

Il faudrait mesurer aussi les apports solaires, les apportis internes, les apports du systeme de chaufage, la quantité de ventilation a chaque instant,.... meem avec toutes ces mesures les conclusions sont assez difficiles.

Existe une propsition de test apelle "coheating test" en cours de developement qui esaye d'estimer la performance globale d'un batiment (pas seulement les deperditions) directement pas mesure sur un batiment non ocupé.