Introduction
La plupart des définitions sont tirées des sites suivants: Energieplus
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Conductivité thermique d'un matériau
Symbole: λ
Exprimé en W/m.°C
Formule: λ = W/(m*k)
où W = puissance, m = longueur (épaisseur / surface), K = température
Définition:
La conductivité est la propriété qu'ont les corps de transmettre la chaleur par conduction.
La conductivité thermique Lambda d'un matériau correspond à la quantité de chaleur qui passe en une seconde à travers les 2 faces opposés d'un cube de 1 m de côté lorsque la température entre les 2 faces est différente de 1°C (équivalent à 1°K).
Lambda est exprimé sous la forme d'un coefficient de conductivité en rapport au volume.
Plus le Lambda est petit, moins il y a de conductivité, c'est-à-dire plus le matériaux est isolant.
λ augmente avec la température (en proportion négligeable) mais surtout avec l'humidité contenue dans le matériau
Symbole: λ
Exprimé en W/m.°C
Formule: λ = W/(m*k)
où W = puissance, m = longueur (épaisseur / surface), K = température
Définition:
La conductivité est la propriété qu'ont les corps de transmettre la chaleur par conduction.
La conductivité thermique Lambda d'un matériau correspond à la quantité de chaleur qui passe en une seconde à travers les 2 faces opposés d'un cube de 1 m de côté lorsque la température entre les 2 faces est différente de 1°C (équivalent à 1°K).
Lambda est exprimé sous la forme d'un coefficient de conductivité en rapport au volume.
Plus le Lambda est petit, moins il y a de conductivité, c'est-à-dire plus le matériaux est isolant.
λ augmente avec la température (en proportion négligeable) mais surtout avec l'humidité contenue dans le matériau
Résistance thermique d'un matériau
Symbole: R
Exprimé en m2.°C/W
Formule: R = épaisseur/λ
où λ = conductivité du matériau
Définition:
Cette valeur sert à quantifier le pouvoir isolant d'un matériau pour une épaisseur donnée.
Elle exprime la résistance de la paroi au passage de la chaleur.
Exemple : R = 2,5 m².K/W
ceci signifie que 2,5 m² de surface sont nécessaires au passage de 1 Watt quand la différence de température entre les deux ambiances que sépare le système (généralement une paroi) est de 1 Kelvin (ou 1 degré Celsius).
En pratique, une paroi est constituée de plusieurs couches de matériaux d'épaisseurs et de conductivités différentes. Dans ce cas, les R de chaque couche s'additionnent.
A ces résistances, viennent s'ajouter deux résistances, dites superficielles, une au niveau de la paroi interne et une autre au niveau de la paroi externe. Elles sont dues à l'existence de deux fines couches d'air quasi immobiles (cette valeur dépend de l'inclinaison de la paroi et est donnée par les DTU)
Symbole: R
Exprimé en m2.°C/W
Formule: R = épaisseur/λ
où λ = conductivité du matériau
Définition:
Cette valeur sert à quantifier le pouvoir isolant d'un matériau pour une épaisseur donnée.
Elle exprime la résistance de la paroi au passage de la chaleur.
Exemple : R = 2,5 m².K/W
ceci signifie que 2,5 m² de surface sont nécessaires au passage de 1 Watt quand la différence de température entre les deux ambiances que sépare le système (généralement une paroi) est de 1 Kelvin (ou 1 degré Celsius).
En pratique, une paroi est constituée de plusieurs couches de matériaux d'épaisseurs et de conductivités différentes. Dans ce cas, les R de chaque couche s'additionnent.
A ces résistances, viennent s'ajouter deux résistances, dites superficielles, une au niveau de la paroi interne et une autre au niveau de la paroi externe. Elles sont dues à l'existence de deux fines couches d'air quasi immobiles (cette valeur dépend de l'inclinaison de la paroi et est donnée par les DTU)
Coefficient de transmission surfacique
Symbole: U, Anciennement K
Exprimé en W/m².°C (ou W/m².K)
Formule: U=1/R
où R = résistance thermique
Définition:
Le coefficient de transmission surfacique est également appelé coefficient de déperdition thermique.
Pour un vitrage, on parle de coefficient de déperdition thermique du vitrage (Ug (glass)), de l'huisserie (Uf (frame)) ou de l'ensemble de la fenêtre (Uw (window))
Flux de chaleur à travers un mètre carré de paroi pour une différence de température d'un degré entre les deux ambiances que sépare cette paroi
Plus U est faible, plus la paroi est performante.
Le coefficient U représente le flux thermique en Watt pour 1 m² du système quand la différence de température entre les deux ambiances que sépare le système est de 1 Kelvin.
Avec R = 2,5 m².K/W, pour avoir le flux de chaleur pour 1 m², il suffit de diviser 1 (m²) par 2,5 (m²).
Symbole: U, Anciennement K
Exprimé en W/m².°C (ou W/m².K)
Formule: U=1/R
où R = résistance thermique
Définition:
Le coefficient de transmission surfacique est également appelé coefficient de déperdition thermique.
Pour un vitrage, on parle de coefficient de déperdition thermique du vitrage (Ug (glass)), de l'huisserie (Uf (frame)) ou de l'ensemble de la fenêtre (Uw (window))
Flux de chaleur à travers un mètre carré de paroi pour une différence de température d'un degré entre les deux ambiances que sépare cette paroi
Plus U est faible, plus la paroi est performante.
Le coefficient U représente le flux thermique en Watt pour 1 m² du système quand la différence de température entre les deux ambiances que sépare le système est de 1 Kelvin.
Avec R = 2,5 m².K/W, pour avoir le flux de chaleur pour 1 m², il suffit de diviser 1 (m²) par 2,5 (m²).
Capacité thermique
Symbole: ρC
Exprimé en Wh/m3.K
Définition:
Cette valeur sert à désigner l'aptitude d'un matériau à stocker de la chaleur par rapport à son volume. Plus la capacité thermique d'un matériau est grande, plus la quantité de chaleur à lui apporter pour élever sa température sera importante (plus le matériau peut stocker des calories avant que sa température ne s'élève).
Elle est définie par la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1°C la température de 1m3 du matériau.
La capacité thermique d'un matériau, détermine son inertie. Plus elle est importante, plus le matériau est capable de stocker et de restituer des quantités importantes de chaleur (ou de fraîcheur en été).
La capacité thermique dépend de trois paramètres:
la conductivité thermique
la chaleur spécifique (ou capacité thermique massique)
la densité ou masse volumique
Symbole: ρC
Exprimé en Wh/m3.K
Définition:
Cette valeur sert à désigner l'aptitude d'un matériau à stocker de la chaleur par rapport à son volume. Plus la capacité thermique d'un matériau est grande, plus la quantité de chaleur à lui apporter pour élever sa température sera importante (plus le matériau peut stocker des calories avant que sa température ne s'élève).
Elle est définie par la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1°C la température de 1m3 du matériau.
La capacité thermique d'un matériau, détermine son inertie. Plus elle est importante, plus le matériau est capable de stocker et de restituer des quantités importantes de chaleur (ou de fraîcheur en été).
La capacité thermique dépend de trois paramètres:
la conductivité thermique
la chaleur spécifique (ou capacité thermique massique)
la densité ou masse volumique
Capacité thermique massique
Symbole: c ou s
Définition:
La chaleur massique ou chaleur spécifique, qu'il convient d'appeler capacité thermique massique, est déterminée par la quantité d'énergie à apporter par échange thermique pour élever d'un kelvin la température de l'unité de masse d'une substance.
Symbole: c ou s
Définition:
La chaleur massique ou chaleur spécifique, qu'il convient d'appeler capacité thermique massique, est déterminée par la quantité d'énergie à apporter par échange thermique pour élever d'un kelvin la température de l'unité de masse d'une substance.
Densité
La densité, ou masse volumique, est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par unité de volume.
La densité, ou masse volumique, est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par unité de volume.
Effusivité thermique
Symbole: Ef
Exprimée en
Formule: Ef = (λ/pC)1/2
où λ est sa conductivité thermique, ρ sa masse volumique, et c sa capacité thermique massique
Définition:
Elle indique la capacité des matériaux à absorber (ou restituer) plus ou moins rapidement un apport de chaleur. L'effusivité caractérise la sensation de «chaud» ou de «froid» que donne un matériau.
Plus elle est faible, plus vite le matériau se réchauffe.
Plus elle est importante, plus le matériau peut stocker de la chaleur sans se réchauffer.
L'effusivité d'un matériau est sa capacité à échanger de l'énergie thermique avec son environnement.
Les matériaux dont la valeur Ef est inférieure ou égale à 0,33 sont subjectivement chauds.
Les matériaux dont Ef est compris entre 0,33 et 0,67 sont encore considérés comme chauds.
Les matériaux dont Ef est compris entre 0,67 et 1,25 donnent une impression neutre à fraîche.
Les matériaux dont la valeur Ef est supérieur à 1,25 sont perçus comme froids.
Symbole: Ef
Exprimée en
Formule: Ef = (λ/pC)1/2
où λ est sa conductivité thermique, ρ sa masse volumique, et c sa capacité thermique massique
Définition:
Elle indique la capacité des matériaux à absorber (ou restituer) plus ou moins rapidement un apport de chaleur. L'effusivité caractérise la sensation de «chaud» ou de «froid» que donne un matériau.
Plus elle est faible, plus vite le matériau se réchauffe.
Plus elle est importante, plus le matériau peut stocker de la chaleur sans se réchauffer.
L'effusivité d'un matériau est sa capacité à échanger de l'énergie thermique avec son environnement.
Les matériaux dont la valeur Ef est inférieure ou égale à 0,33 sont subjectivement chauds.
Les matériaux dont Ef est compris entre 0,33 et 0,67 sont encore considérés comme chauds.
Les matériaux dont Ef est compris entre 0,67 et 1,25 donnent une impression neutre à fraîche.
Les matériaux dont la valeur Ef est supérieur à 1,25 sont perçus comme froids.
La diffusivité thermique
Symbole:
Exprimée en
Formule: D=(λ/pC)
où λ = conductivité thermique, p = masse volumique, C = capacité thermique massique
Définition:
C'est la vitesse à laquelle la chaleur se propage par conduction dans un corps. Elle fait intervenir la conductivité thermique lambda et la capacité thermique d'un matériau.
Plus la valeur de diffusivité thermique est faible, plus le front de chaleur mettra du temps à traverser l'épaisseur du matériau, et donc, plus le temps entre le moment ou la chaleur est arrivée sur une face d'un mur et le moment ou elle atteindra l'autre face est importante. C'est une grandeur de l'inertie thermique.
Elle croit avec la conductivité et décroit avec la capacité thermique
Elle est exprimée en m2/s
Symbole:
Exprimée en
Formule: D=(λ/pC)
où λ = conductivité thermique, p = masse volumique, C = capacité thermique massique
Définition:
C'est la vitesse à laquelle la chaleur se propage par conduction dans un corps. Elle fait intervenir la conductivité thermique lambda et la capacité thermique d'un matériau.
Plus la valeur de diffusivité thermique est faible, plus le front de chaleur mettra du temps à traverser l'épaisseur du matériau, et donc, plus le temps entre le moment ou la chaleur est arrivée sur une face d'un mur et le moment ou elle atteindra l'autre face est importante. C'est une grandeur de l'inertie thermique.
Elle croit avec la conductivité et décroit avec la capacité thermique
Elle est exprimée en m2/s
Le coefficient g ou FS (Facteur solaire) qui indique quel pourcentage du rayonnement solaire reçu (flux énergétique) réussit à pénétrer dans le bâtiment.
Facteur lumineux
Par analogie aux facteurs énergétiques, les facteurs lumineux sont définis en tenant seulement compte de la partie visible du spectre solaire (de 380 à 780 mm).
La connaissance du facteur de transmission lumineuse d'un vitrage permet de fixer un ordre de grandeur approché du niveau d'éclairement disponible à l'intérieur d'un local lorsque l'on connaît le niveau d'éclairement à l'extérieur
Ainsi, pour un local ayant un facteur de lumière de jour de 0,10 au voisinage de la baie vitrée et de 0,01 au fond de la pièce (cas moyen d'un local type), un éclairement extérieur de 5 000 lux (temps couvert, nuages épais) procurera un éclairement intérieur de 500 lux près de la baie et de 50 lux au fond, tandis qu'un éclairement de 20000 lux (ciel couvert, nuages blancs) procurera des éclairements respectifs de 2 000 et de 200 lux dans ce même local
Extrait documentation ST GOBAIN
Par analogie aux facteurs énergétiques, les facteurs lumineux sont définis en tenant seulement compte de la partie visible du spectre solaire (de 380 à 780 mm).
La connaissance du facteur de transmission lumineuse d'un vitrage permet de fixer un ordre de grandeur approché du niveau d'éclairement disponible à l'intérieur d'un local lorsque l'on connaît le niveau d'éclairement à l'extérieur
Ainsi, pour un local ayant un facteur de lumière de jour de 0,10 au voisinage de la baie vitrée et de 0,01 au fond de la pièce (cas moyen d'un local type), un éclairement extérieur de 5 000 lux (temps couvert, nuages épais) procurera un éclairement intérieur de 500 lux près de la baie et de 50 lux au fond, tandis qu'un éclairement de 20000 lux (ciel couvert, nuages blancs) procurera des éclairements respectifs de 2 000 et de 200 lux dans ce même local
Extrait documentation ST GOBAIN
Pertes énergétiques
Formule permettant de calculer les pertes en Kwh d'une surface:
Flux (Watts) = surface x delta température x U (U = coefficient de transmission thermique)
Il suffit de multiplier ce flux par des heures pour obtenir des Wh
Exemple: 5 m2 de fenêtres bois (U=1.8).
Uw = 1.8
Par 20 °C d'écart de température (dehors/dedans) les fenêtres bois laisseront passer en 24 heures 5x20x1.8x24=4000 Wh soit 4 kWh
Formule permettant de calculer les pertes en Kwh d'une surface:
Flux (Watts) = surface x delta température x U (U = coefficient de transmission thermique)
Il suffit de multiplier ce flux par des heures pour obtenir des Wh
Exemple: 5 m2 de fenêtres bois (U=1.8).
Uw = 1.8
Par 20 °C d'écart de température (dehors/dedans) les fenêtres bois laisseront passer en 24 heures 5x20x1.8x24=4000 Wh soit 4 kWh
Chaleur spécifique
La chaleur spécifique d'un matériau est la quantité de chaleur (énergie) nécessaire pour élever d'un degré centigrade (ou Kelvin) une masse d'1 kg de ce matériau.
Elle s'exprime dans le système d'unités MKSA en Joules par Kg et par degré Celsius (°C) (ou Kelvin)
rappel: 0 °C = 273,15 K
Intuitivement, la chaleur spécifique rend compte de la capacité d'un matériau à stocker la chaleur par rapport à sa masse.
La chaleur spécifique d'un matériau est la quantité de chaleur (énergie) nécessaire pour élever d'un degré centigrade (ou Kelvin) une masse d'1 kg de ce matériau.
Elle s'exprime dans le système d'unités MKSA en Joules par Kg et par degré Celsius (°C) (ou Kelvin)
rappel: 0 °C = 273,15 K
Intuitivement, la chaleur spécifique rend compte de la capacité d'un matériau à stocker la chaleur par rapport à sa masse.
Travail, Energie, Puissance
Travail:
Symbole: T
Unité: Joule
Formule: T= F * D
T en Joules, F en Newtons et D en mètres
Définition:
Le Travail a pour unité le Joule, le Travail décrit une force appliqué sur une distance.
Un Travail de 1 joule correspond a une force de 1 newton déplaçant un objet sur 1 mètre.
(La force étant appliquée parallèlement au déplacement)
Energie:
Symbole: E
Unité: Joule
Formule: E = P × t
Définition:
L'énergie d'un objet représente le travail (joules) qui peut être produit par un objet
Puissance:
Symbole: P
Unité: Watt
Formule: P = E/t
Définition:
La puissance est la quantité d'énergie fournie par unité de temps.
On exprime généralement la puissance P en watts, l'énergie E en joules, et le temps t en secondes, de sorte que P = E/t ou E = P × t.
Exemple : Une lampe de 50 W qui fonctionne pendant 30 secondes fournit une énergie de 50 × 30 = 1500 J.
Travail:
Symbole: T
Unité: Joule
Formule: T= F * D
T en Joules, F en Newtons et D en mètres
Définition:
Le Travail a pour unité le Joule, le Travail décrit une force appliqué sur une distance.
Un Travail de 1 joule correspond a une force de 1 newton déplaçant un objet sur 1 mètre.
(La force étant appliquée parallèlement au déplacement)
Energie:
Symbole: E
Unité: Joule
Formule: E = P × t
Définition:
L'énergie d'un objet représente le travail (joules) qui peut être produit par un objet
Puissance:
Symbole: P
Unité: Watt
Formule: P = E/t
Définition:
La puissance est la quantité d'énergie fournie par unité de temps.
On exprime généralement la puissance P en watts, l'énergie E en joules, et le temps t en secondes, de sorte que P = E/t ou E = P × t.
Exemple : Une lampe de 50 W qui fonctionne pendant 30 secondes fournit une énergie de 50 × 30 = 1500 J.
Résistance thermique d'une paroi
Une paroi étant constitué de différents matériaux ayant chacun une résistance thermique spécifique, la résistance de la paroi complète est composée de l'addition des résistances thermiques propres à chaque matériau constituant la paroi.
A cette valeur il faudra ajouter des résistances supplémentaires appelées résistances superficielles (ces grandeurs quantifient les échanges thermiques qui se font avec l'air au niveau des parements intérieurs et extérieurs).
Pour des questions de simplicité on estime que ces valeurs ne dépendent que de l'inclinaison de la paroi et du sens du flux thermique
Une paroi étant constitué de différents matériaux ayant chacun une résistance thermique spécifique, la résistance de la paroi complète est composée de l'addition des résistances thermiques propres à chaque matériau constituant la paroi.
A cette valeur il faudra ajouter des résistances supplémentaires appelées résistances superficielles (ces grandeurs quantifient les échanges thermiques qui se font avec l'air au niveau des parements intérieurs et extérieurs).
Pour des questions de simplicité on estime que ces valeurs ne dépendent que de l'inclinaison de la paroi et du sens du flux thermique
Inertie thermique d'un matériau
L'inertie thermique est la capacité d'un corps à stocker de la chaleur. Elle est caractérisée par la capacité thermique.
L'inertie thermique est la capacité d'un corps à stocker de la chaleur. Elle est caractérisée par la capacité thermique.
Déphasage thermique
En thermique du bâtiment, le déphasage thermique est la capacité des matériaux composant l'enveloppe de l'habitation à ralentir les transferts de chaleur, notamment du rayonnement solaire estival. Ce déphasage thermique est notamment utile en été pour empêcher la pénétration de l'énergie du rayonnement solaire le jour et la rejeter la nuit.
En thermique du bâtiment, le déphasage thermique est la capacité des matériaux composant l'enveloppe de l'habitation à ralentir les transferts de chaleur, notamment du rayonnement solaire estival. Ce déphasage thermique est notamment utile en été pour empêcher la pénétration de l'énergie du rayonnement solaire le jour et la rejeter la nuit.
Facteur de résistance à la diffusion de la vapeur d'eau
Il indique le facteur de résistance à la diffusion de vapeur d'eau, soit la capacité de « respiration » de l'isolant. Plus μ est élevé, plus le matériau freine la diffusion de vapeur d'eau, plus il est « étanche ».
Il indique le facteur de résistance à la diffusion de vapeur d'eau, soit la capacité de « respiration » de l'isolant. Plus μ est élevé, plus le matériau freine la diffusion de vapeur d'eau, plus il est « étanche ».
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