Calcul bilan thermique d'une paroi

[ganon551]

Bonjour,

Je ne parviens pas a trouver en ligne de formule permettant le calcul global de bilan thermique d'une paroi.

Pendant l'hiver, pour une paroi composée de 60cm de calcaire, exposée sud, je cherche a quantifier l'apport d'énergie solaire (surface exposée de 16m2), ainsi que la perte de chaleur par la paroi.

Je sais que pour un R d'environ 0.5, la perte d'énergie pour un delta T de 14° (19° intérieur, 5° extérieur) est de 14/0.5 x 16 (il me semble).

La perte d'énergie se calcule, mais comment la mettre en rapport avec l'apport solaire ? Surtout sur une paroi avec une inertie très importante, comment arriver a estimer le transfert thermique global ?

Je ne trouve pas de formule pour l'apport solaire par une paroi.

Merci pour votre aide.
-----

[agitateur]

il faudrait calculer la surface réelle exposée / projetée, selon la date, l'heure, la latitude, et l'albedo du sol devant le mur.

Sans aucun calcul, avec un R faible et de manière seulement intuitive, j'ai du mal à imaginer que l'apport soit autre chose que "négligeable". En tout cas en hiver et sur 24 heures.

Voir ici, tu as de la lecture:
https://www.youtube.com/watch?v=N-b8z9apKpQ

http://fee.ales.free.fr/telechargeme...T2000/Th-S.pdf

[ganon551]

Merci pour ta réponse.

Le site calsol me propose une valeur d'irradiation pour une paroi verticale sud de 3.46kwh/M2/jour pour le mois de mars.

Il n'y a pas d'effet albedo dans ce cas là, la pièce est a une hauteur de 5m, et la rue est a l'ombre constamment (rue très étroite).

L'apport solaire sur 16m2 est bien de 3.46x16, soit 55.36kwh par jour ?

Pour le flux thermique vers l'extérieur, avec un conductivité thermique de 1.2 pour du calcaire tendre maçonné (en gros),j'ai, pour une température moyenne extérieure pour la journée d'hier de 10.2° et une température constante intérieure de 19° :

8.8 x 16 x 1.2 soit environ 169Wh, sur une journée cela donnerait 4.06kwh.

Le calcul est juste ?

J'ai regardé la vidéo, mais le second lien ne renvoie rien.

Merci.

[agitateur]

le second lien renvoie un pdf, peut être tu l'as en document téléchargé sans t'en rendre compte.
C'est pas mal de page rien que sur le facteur solaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Larzacien]

bonjour, Un mur en pierre ou autre de 60 cm, l'hiver, le soleil n'arrive pas à le chauffer ou si peu, en surface. Donc, il faut l'isoler. Ce n'est pas parce qu'un mur est épais qu'il isole. Et je dirais même que si on a une énergie coûteuse pour le chauffer, mieux vaut isoler par l'intérieur. Et attention que le mur n'ait pas de remontée capillaires ce qui est presque toujours le cas pour les vieilles bâtisses, même si ça ne se voit pas.

[racard]

bonjour

bonjour, Un mur en pierre ou autre de 60 cm, l'hiver, le soleil n'arrive pas à le chauffer ou si peu, en surface. Donc, il faut l'isoler. Ce n'est pas parce qu'un mur est épais qu'il isole. Et je dirais même que si on a une énergie coûteuse pour le chauffer, mieux vaut isoler par l'intérieur. Et attention que le mur n'ait pas de remontée capillaires ce qui est presque toujours le cas pour les vieilles bâtisses, même si ça ne se voit pas.

c'est exact.

Le calcul est juste ?

.

ben non le raisonnement n'est pas bon.
en effet il ne faut pas raisonner comme cela car cela voudrait dire qu'il n'y a aucun échange thermique de la paroi avec l'air extérieur.
on ne sépare pas les flux pour le calcul total.
il faut raisonner comme ca :
- le soleil apporte une énergie sur la surface.
- la température extérieure permet de calculer le transfert thermique Tint Text.
- la surface aura une convection et un rayonnement avec l'air extérieur, c'est ici que va intervenir la perte de l'apport solaire.

il faut donc connaitre la puissance de l'échange de la paroi avec l'air extérieur.
ce n'est pas une mince affaire.
comme l'hiver le soleil apporte peu d'énergie à la surface il est probable que l'incidence soit assez faible comparé à la déperdition du transfert thermique de la surface

[agitateur]

comme l'hiver le soleil apporte peu d'énergie à la surface il est probable que l'incidence soit assez faible comparé à la déperdition du transfert thermique de la surface

J'ai le même avis, mais c'est intuitif et sans calcul complexe, ça me passe au dessus de la tête ( pas envi sur les calcul, et aucune maitrise du fond pour aller prendre les bons paramètres et les "bons" calculs en pareil cas.

un point pour jouer les emmerdeurs:
Si on met en rapport la capacité thermique de 10 cm de pierre ( juste les 10 cm les plus extérieur si on peut dire ainsi ) on s'apercevra déjà que ça ne réchauffe pas des masses.
Sans compter que je suis un peu dubitatif sur 3.5 kWh par jour par m² en hiver ( de mur, même plein sud, en moyenne ) mais aprés tout on sait pas ou habites l'auteur du message.

Je vais même aller plus loin:
Un mur vitré avec un R de 0.5 ça reste une passoire.
Certes, au sud en hiver, ça réchauffe ( selon ensoleillement ). Mais le réchauffement par la vitre, ça réchauffe l'intérieur utile. Ca ne réchauffe pas une pierre froide qui est à 10 cm de l'extérieur et à 50 cm de l'intérieur.

Sur le 2eme lien que j'ai mis, voilà un petit extrait ( il y a 37 pages en tout ).
On se rend bien compte que le facteur solaire sur une paroi opaque claire en hiver, il prend très cher ( ce qui confirme une fois de plus son coté "à négliger" )

[ganon551]

Je comprends, effectivement le contact entre la surface du mur a l'extérieur et l'air conduit inévitablement a une perte de calories.
Pour essayer de percevoir la différence entre, par exemple un mur nord et un mur sud, on pourrait imaginer un delta T différent et plus faible côté sud.

Je sais bien que le R d'une telle paroi est inexistant, j'ai "isolé" les murs Nord ouest et est avec un enduit argile chanvre sur une épaisseur importante (jusqu'à 25cm dans certaines pièces). Je n'ai pas fait le mur sud, principalement pour raisons financières en me disant que ce mur serait moins impactant l'hiver. En revanche ici c'est surtout l'été qui est difficile a vivre. Pour l'hiver nous n'avons que quelques jours de gelée par an.

Edit : agitateur tu as posté en même temps, j'habite vers Narbonne.

[ganon551]

Je retiens que la chaleur apportée côté sud en hiver est quantité négligeable. Toutefois je serais curieux de connaître la différence de température entre le mur sud et le mur nord. Un jour ensoleillé je releverais ça avec un thermomètre. Ça ne sera que la température en surface cela dit.

[agitateur]

agitateur tu as posté en même temps, j'habite vers Narbonne.

Les jours froids vraiment froid sont trés réduits, c'est là ou le delta T sur 24 fait mal au besoin de chauffage.
Tu as par ailleurs de l'inerte, et de l'isolation, sur les 3 autres orientations.
Comme tu l'as souligné, le confort été est primordial, pour ne pas dire plus que le confort hiver ( surtout si tu n'as pas de groupe clim' ).

Je ne suis PAS à ta place, mais en hiver la perte du mur sud reste assez négligeable en soi ( 16 m² ) vu ton lieu.
En été, cette masse trés importante chauffée plein sud, c'est un réel problème.

Donc, je pense que je jouerai sur de l'isolation ITI en pareil cas sur ce mur sud. Que ce soit 50 mm ou 100 mm max, pas la peine de mettre plus. En perdant l'aspect pierre et pour un gain..........assez ridicule, donc ça se discute.
En été évidement, un ombrage extérieur quelconque sera le bienvenu. Même une vulgaire toile, le soleil qui ne chauffe pas directement un mur, ça se prend.

Oui, la mesure de T° paroi intérieure sera intéressante.....ou pas. Si je devais mettre un billet, je ne crois pas ( une journée méga ensoleillée en fin aprés midi ) à un écart significatif. Mais la mesure interne paroi au sud sera biaisée par le fait que le chauffage y sera contributif, donc tu ne mesurera rien en fait.

[ganon551]

Merci pour ta réponse.

Je parlais bien de la paroi côté extérieur. Pour voir s'il y a un delta avec le nord.

J'ai un peu de mal avec le placo laine sur des murs en pierre, a voir si je peux a terme faire un enduit correctif côté sud. Il me faudrait un debord de 90cm en gros pour occulter le soleil en journée en été, mais le toit est a 15m de hauteur et ça reste assez difficile a mettre en place.

Je comptais faire un flux d'air depuis la cave sous la maison, cave enterrée sur trois de ses parois, pour rafraîchir l'espace de vie.

[agitateur]

la mesure de T° de surface en EXT n'amènera RIEN de concluant. Peints ton mur en noir, c'est pas dit que ça change grand chose, sauf au T° de surface. Ca nous ramène aussi indirectement vers les isolants mince, le réflectif, etc.........vaste sujet.
Tu peux mettre un bout de métal en mur sud, il sera chaud au soleil, et alors ? On isole un bâtiment avec un film métallique conducteur de chaleur et de froid ? Non.

La casquette et le débord en sujet été, c'est pas simple, mais ça fonctionne outrageusement bien. Il faut composer avec le voisinage, si en effet ton mur est à 90 cm de la limite de voisinage c'est compliqué.
Tout ce qui ombrage est bon à prendre si tu as trop chaud dans ton logement, je veux dire si l'air ventilé forcé ( trés haut débit ) au T° mininale du matin est vite perdu dans la journée.
Ton mur sud en plein été, en surface mesurée avec un T° laser, il est perpétuellement plus chaud que l'air frais du matin, il chauffe l'intérieur. Il faut ombrager !! La toile peut partir du toit et rejoindre le sol presque à la verticale, c'est de la bidouille, à toi de t'adapter. Je veux dire, y'a pas que le store banne dans la vie. On peut trouver des tissus ( marchands de tissus en Dralon lourd, à plus de 20 000 Martindale en usure et en déperlant) à 10 € le m². prs faut rajouter la façon ( les oeillets etc..) qui auront une trés bonne durée de vie. En cas extrême, plus cher, tu trouvera des tissus de chez Sunbrella par exemple. J'ai un taux / bimini sur un bateau avec ce tissu, presque 10 ans. L'an dernier, il a fallu refaire les coutures qui avait sauté, mais le tissu est toujours là. 8 mois sur 12 dehors, soleil pluie, et air salin. Je te parle tissu, c'est pas la seule option, mais ça laisse de quoi réfléchir.

L'air frais de la cave est une bonne idée théorique mais elle ne passe pas toujours l'épreuve pratique. Le puit canadien ( en chaud ) ou puit provençal ( en frais ) est une question de capacité thermique sur la durée. Etant donnée ta forte inertie sur l'ensemble des parois, ça ne va pas durer longtemps et pour un gain misérable.

[ganon551]

Ce que je veux dire par mesurer la température au nord et au sud, c'est simplement pour pouvoir quantifier la perte d'énergie séparément pour chacun de ces murs. La formule de Fourier prend en considération un delta T entre intérieur et extérieur, en toute logique si le sud est plus chaud, le transfert thermique y sera plus lent.

A vrai dire je n'habite pas encore la maison, nous achevons les travaux d'ici quelques mois. Dans mon souvenir cette maison était déjà assez fraîche l'été (c'est une maison familiale). Seulement comme j'en suis a tout reprendre je me pose des questions sur les optimisations a apporter avant l'installation.

Le débord serait faisable comme indiqué, mais il me faudrait louer une nacelle vu la hauteur, et je le ferais faire je ne suis pas bien à l'aise a 15m de hauteur ahah. Ce serait sans doute un gain non négligeable.

D'ailleurs, y a t'il un moyen pour calculer ce que ça ferait gagner, ou plutôt perdre, en apport passif solaire ? Je dois encore lire le pdf que tu m'as envoyé mais comme je suis en pleins travaux ça prendra du temps ahah.

Une autre solution pour apporter de l'air frais, que je compte explorer un jour. Nous avons dans le jardin, a flanc de falaise et a un élévation de +15m par rapport a la maison, une grotte assez profonde (80m environ).

Mon grand père avait installé une gaine avec un ventilateur pour envoyer de l'air frais dans une cave a 100m de distance, et ça fonctionnait très bien. Je pensais réaliser une installation similaire vers la maison.

[racard]

Ce que je veux dire par mesurer la température au nord et au sud, c'est simplement pour pouvoir quantifier la perte d'énergie séparément pour chacun de ces murs. La formule de Fourier prend en considération un delta T entre intérieur et extérieur, en toute logique si le sud est plus chaud, le transfert thermique y sera plus lent.

A vrai dire je n'habite pas encore la maison, nous achevons les travaux d'ici quelques mois. Dans mon souvenir cette maison était déjà assez fraîche l'été (c'est une maison familiale). Seulement comme j'en suis a tout reprendre je me pose des questions sur les optimisations a apporter avant l'installation.

Le débord serait faisable comme indiqué, mais il me faudrait louer une nacelle vu la hauteur, et je le ferais faire je ne suis pas bien à l'aise a 15m de hauteur ahah. Ce serait sans doute un gain non négligeable.

D'ailleurs, y a t'il un moyen pour calculer ce que ça ferait gagner, ou plutôt perdre, en apport passif solaire ? Je dois encore lire le pdf que tu m'as envoyé mais comme je suis en pleins travaux ça prendra du temps ahah.

Une autre solution pour apporter de l'air frais, que je compte explorer un jour. Nous avons dans le jardin, a flanc de falaise et a un élévation de +15m par rapport a la maison, une grotte assez profonde (80m environ).

Mon grand père avait installé une gaine avec un ventilateur pour envoyer de l'air frais dans une cave a 100m de distance, et ça fonctionnait très bien. Je pensais réaliser une installation similaire vers la maison.

Bonjour
pour le chauffage incidence est vraiment très faible sur la facade, car celle ci se refroidie assez vite au contact de l'air extérieur et il y a le vent aussi, je pense que l'on peut avoir 2 à 3 ° d'écart c'est à dire pas grand chose.
la baie vitrée fait rentrer l'énergie dans la maison la il y a un impact fort si cette facade sud a beaucoup de surfaces vitrées.
l'été la facade ouest recoit beaucoup plus d'énergie que les autres facades, c'est celle ci qui doit être surveillée afin d'apporter assez de puissance en froid lorsque l'on calcule ses climatiseurs.

[sh42]

Bonjour,

A 15 m de haut le débord de toiture de 90 cm ne sera pas suffisant pour empêcher le soleil de chauffer le rez-de-chaussée.

[ganon551]

Effectivement pour les pièces au r+1, le débord de toit ne sera pas suffisant. Les 90cm étaient pour le R+2.

Le RDC est une cave donnant sur une ruelle de 3m de largeur, qui ne voit pas le soleil.

Je n'ai pas de baie vitrée, en revanche les fenêtres font 2m2 (2 de haut sur 1 de large), et il y en a 8 sur la façade sud.

Pour le R+1 qui est l'étage principal de vie, la solution serait d'ajouter des débords devant chaque fenêtre. Ou de faire une génoise intermédiaire, mais quid de l'esthétique et du prix surtout.

[sh42]

La génoise qui déborde sur la ruelle, si elle n'est pas privée, est interdit.
Pour la génoise, il faut l'accord de la mairie, ( modification de façade ).

Le plus simple, si c'est autorisé par la mairie, ce sont les volets roulants avec leurs interstices entre les lames. C'est mieux que les persiennes à l'italienne qui font monter la chaleur du mur vers les fenêtres. Une fois les yeux habitués à la pénombre, ( 10 à 15 mn ), il n'y a que la lecture ou le travail de précision qui posera problème.