en 12831_2015 theorie fr
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Christophe Delmotte, IrLaboratoire Mesure de prestations d’Installations Techniques
CSTC - Centre Scientifique et Technique de la Construction
Méthode de calcul des déperditions calorifiques de base
NBN EN 12831:2003
prNBN EN 12831 ANB
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Les notes de cours ne font pas partie despublications officielles du CSTC et ne peuventdonc être utilisées comme référence.
La reproduction ou la traduction, mêmepartielle de ces notes, n’est permise qu’avecl’autorisation du CSTC.
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Norme européenne et annexe nationale
NBN EN 12831:2003 Systèmes de chauffage dans les bâtiments –
Méthode de calcul des déperditions calorifiquesde base
prNBN EN 12831 ANB Annexe nationale en cours de publication Valeurs normatives utilisées en Belgique
pour le calcul
NBN B 62-003:1986 Sera supprimée lors de la publication
de l’annexe nationale
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Buts de la norme
Calcul de la charge thermique De l’ensemble du bâtiment pour
le dimensionnement du générateur de chaleur
Pièce par pièce pourle dimensionnement des radiateurs
Convient pour des espaces d’une hauteur inférieure à 5 m (autres cas en annexe)
Méthode complète et méthode simplifiée La méthode simplifiée ne peut pas être utilisée
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Procédure de calcul (pièce par pièce)
1. Température extérieure de baseTempérature extérieure moyenne
2. Statut des différents espaces (chauffé ou pas)et températures intérieures
3. Dimensions et propriétés thermiquesdes différentes parois
4. Calcul des déperditions par transmission
5. Calcul des déperditions par renouvellement d’air
6. Calcul des déperditions totales
7. Calcul de la surpuissance de relance
8. Calcul de la charge thermique nominale
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Procédure de calcul (bâtiment)
1. Somme des déperditions par transmissiondes espaces chauffés
2. Somme des déperditions par renouvellement d’air des espaces chauffés
3. Somme des déperditions totalespar transmission et par renouvellement d’air
4. Somme des surpuissances de relancedes espaces chauffés
5. Somme des déperditions totaleset de la surpuissance de relance totale
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Outil de calcul
Feuille de calculau format Excel www.cstc.be
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Outil de calcul / Data
Choixde la langue Français
Allemand
Néerlandais
Anglais
Données administratives
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Données nécessaires
Température extérieure de base e
Température extérieure moyenne m,e
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Température extérieure de base
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Outil de calcul / Room
Données climatiques Température extérieure de base
Moteur de recherche disponible
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Données nécessaires
Température intérieure des différents espaces int,i
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Outil de calcul / Room
Nom de chaque espace
Température de base choisie
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Données nécessaires
Données relatives au bâtiment Volume interne des espaces
Surface des différentes parois
Coefficient de transmission thermiquedes différentes parois
Coefficient de transmission thermique linéaire des différents ponts thermiques
Longueur des différents ponts thermiques
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Données nécessaires
Données relatives à la ventilation Vsu: débit d’alimentation en air
su : température de l’air pulsé
Vex: débit d’évacuation d’air
n50: taux de renouvellement d’air sous 50 Pa
▪ Valeur par défaut = 6 h-1
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Conventions relatives aux dimensions
Parois de l’enveloppe mesuréessur base des dimensions extérieures Pour deux espaces voisins,
mesure jusqu’à l’axe de la paroi commune
Dimensions verticales mesuréesde plancher à plancher
Portes et fenêtres mesurées sur basedes dimensions extérieures des ouvertures
Parois intérieures mesuréessur base des dimensions intérieures
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Outil de calcul / Room
Nom de chaque espace
Température de base choisie
Aire nettede plancher
Volume intérieur
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Déperditions totales (espace chauffé i)
i = T,i + V,i
T,i = Déperditions par transmission
V,i = Déperditions par renouvellement d’air
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Déperditions par transmission
T,i = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij) . (int,i - e)
HT Coefficient nominalde déperdition par transmission Vers l’extérieur par l’enveloppe
Vers l’extérieur via un espace non chauffé
Vers le sol
Vers un espace voisin chaufféà une température différente
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Transmission directe vers l’extérieur
Ak : aire (paroi k)
Uk : Coef. de transmission thermique (paroi k)
l : Coef. de transmission thermique linéique (pont thermique linéaire l)
ll : longueur (pont thermique linéaire l)
▪ Le calcul ne tient pas comptedes ponts thermiques non linéaires
, Ψ
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Ponts thermiques linéaires
NBN EN ISO 14683:2008
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Ponts thermiques linéaires
Valeur Uk corrigée pour une prise en compte forfaitaire des ponts thermiques
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Outil de calcul / Wall
Descriptionet propriétésdes différentes paroiset des ponts thermiques
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Outil de calcul / T01 à T20
Nature et surface des différentes parois Liste déroulante pour les parois
Nature et longueur des ponts thermiques
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Déperditions par transmission
T,i = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij) . (int,i - e)
Vers l’extérieur par l’enveloppe
Vers l’extérieur via un espace non chauffé
Vers le sol
Vers un espace voisin chaufféà une température différente
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Transmission vers un espace non chauffé
bu : facteur de réduction qui prend en comptela différence de température entrel’espace non chauffé et l’extérieur
▪ valeurs tabulées
, Ψ
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Facteur de réduction
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Outil de calcul / Room
Nom de chaque espace
Facteurde réduction
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Outil de calcul / T01 à T20
Nature et surface des différentes parois
Nom de l’espace considéré Liste déroulante pour les parois et les espaces
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Déperditions par transmission
T,i = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij) . (int,i - e)
Vers l’extérieur par l’enveloppe
Vers l’extérieur via un espace non chauffé
Vers le sol
Vers un espace voisin chaufféà une température différente
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Transmission vers un espace chauffé
fij : facteur de réduction de températurequi prend en compte la différenceentre la température de l’espace adjacentet la température extérieure
,
,
,
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Température des espaces adjacents
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Outil de calcul / Room
Nom de chaque espace
Températuredes espaces
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Outil de calcul / T01 à T20
Nature et surface des différentes parois
Nom de l’espace considéré Liste déroulante pour les parois et les espaces
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Déperditions par transmission
T,i = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij) . (int,i - e)
Vers l’extérieur par l’enveloppe
Vers l’extérieur via un espace non chauffé
Vers le sol
Vers un espace voisin chauffé à une température différente
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Transmission à travers le sol
Méthode de calcul détaillée
Méthode de calcul simplifiée Les ponts thermiques
ne sont pas pris en compte
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Transmission à travers le sol
Ak : aire (paroi k)
Uequiv,k : Coef. de transmission thermique équivalent (paroi k)
▪ Fonction de la valeur Uk (paroi k)
▪ Fonction la dimension caractéristiquedu plancher B’
▪ Tableaux et graphiques pour la détermination
, 1,45, ,
, , 1,15
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Dimension caractéristique du plancher
Ag : Aire de la dalle de plancheren contact avec le sol
P : Périmètre exposé de la dalle de plancher
Ag = 75 m²; P = 25 m; B’ = 6
Ag = 75 m²; P = 15 m; B’ = 10
7.5 m 7.5 m
10 m
2
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Dimension caractéristique du plancher
B’ s’applique théoriquementà un bâtiment dans son ensemble
Pour un calcul pièce par pièceon suit les règles suivantes Pour les pièces sans mur extérieur,
on calcule B’ pour le bâtiment entier Pour les pièces avec un sol bien isolé
(Ufloor < 0.5 W/m².K), on calcule B’pour le bâtiment entier
Pour les autres pièces, on calcule B’sur base des dimensions de la pièce
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Outil de calcul / Room
Aire bruteet périmètre exposé Espaces
en contact avec le sol
Bâtiment dans son ensemble
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Outil de calcul / Wall
Indication spécifique pourles parois en contact avec le sol Mur = 1 ou plancher = 2
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Transmission à travers le sol (plancher)
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Transmission à travers le sol (mur)
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Outil de calcul / T01 à T20
Nature et surface des différentes parois
Profondeur moyenne des parois Liste déroulante pour les parois
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Plancher sur cave ou vide sanitaire
Calcul des déperditionsà travers le plancher comme pour les espaces non chauffés HT,iue
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Déperditions totales (espace chauffé i)
i = T,i + V,i
T,i = Déperditions par transmission
V,i = Déperditions par renouvellement d’air
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Déperditions par renouvellement d’air
T,i = HV,i . (int,i - e)
HV,i Coefficient nominal de déperditionpar renouvellement d’air
Vi : débit d’air dans l’espace chauffé
: masse volumique de l’air
cp : capacité thermique massique de l’air
, 0,34
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Sans système de ventilation
On considère un débit de ventilation forfaitaire
Vmin,i Débit de ventilation de base
Vinf,i Débit d’infiltration d’air
L’air est à la température extérieure
max , , ,
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Ventilation de base (« hygiénique »)
Vi volume intérieur de l’espace chauffé
,
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Infiltration d’air
Vi volume intérieur de l’espace chauffé
, 2 2 6 · 0,1 · 1 1,2
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Outil de calcul / Ventil
Étanchéité à l’air mesurée ou imposée Valeur par défaut égale à 6.0
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Avec système de ventilation
On tient compte des caractéristiques du système
Vinf,i Débit d’infiltration d’air
Vsu,i,j Débit d’alimentation en air
fv,i,j Facteur de réduction de température
Vmech,inf,i Débit d’air extrait excédentaire
, , , , , , ,
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Débit d’alimentation en air
On tient compte de chaquebouche d’alimentation du local Alimentation naturelle
Pulsion mécanique
Ouverture de transfert
et de la température de l’air su,j
, , ,
,
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Débit d’air extrait excédentaire
Au niveau du bâtiment,si le débit d’évacuation d’air est supérieurau débit d’alimentation en air,la différence sera réalisée par infiltration
La différence est répartie forfaitairement dans tous les espaces au prorata de leur volume
, , ; 0 ∑
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Débit d’air à considérer
Pour chaque espace, le débit d’air doit être supérieur au débit de ventilation de base
Sinon il faut ajouter la différence à Vi
, , , , , ,
, , · , , , , ,
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Débit d’air à considérer
Si les différents débits d’air ne sont pas connus il faut considérer qu’il n’y a pasde système de ventilation
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Outil de calcul / Ventil
Introduire les données disponibles Laisser vide si pas de données
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Surpuissance de relance
Si on laisse les espaces se refroidir(la nuit ou le week-end par exemple)il faudra parfois une puissancecomplémentaire pour les réchaufferdans un délai raisonnable
Cette surpuissance de relance dépend de la capacité calorifique des matériaux
du délai souhaité pour le réchauffage
de l’écart de température
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Surpuissance de relance
La surpuissance de relance peut être calculée de façon détaillée par des méthodes de calcul dynamiques Non décrites dans la norme
La norme proposeune méthode de calcul simplifiée
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Conditions pour le calcul simplifié
Immeubles résidentiels Période d’abaissement ≤ 8 heures
Les matériaux de constructionne sont pas légers (pas une ossature bois)
Immeubles non résidentiels Période d’abaissement ≤ 48 heures (week-end)
Période d’occupation pendantles jours de travail ≥ 8 heures
Température intérieure (conception)comprise entre 20 et 22°C
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Surpuissance de relance
Ai Aire du plancher de l’espace chauffé
fRH Facteur de relance
Φ ,
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Outil de calcul / Heat up
Introduire les valeurs sélectionnées
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Charge thermique nominale (espace)
Pour déterminer la puissance des radiateursà installer dans un espace on fait la sommedes éléments suivants Déperditions calorifiques par transmission
Déperditions calorifiques par renouvellement d’air
Puissance de réchauffage
Φ , Φ , Φ , Φ ,
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Outil de calcul / Heat load
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Charge thermique nominale (bâtiment)
Pour déterminer la puissance de la chaudièreà installer dans un bâtiment on fait la somme des éléments suivants pour tous les espaces chauffés Déperditions calorifiques par transmission
Déperditions calorifiques par renouvellement d’air
Surpuissance de relance
Φ Φ , Φ , ∗ Φ ,
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Charge thermique nominale (bâtiment)
Somme de déperditions calorifiquespar renouvellement d’air modifiée Infiltration simple dans les espaces
Chaleur transférée à l’intérieur du bâtimentnon comptée
▪ De toute façon les entréeset les sorties s’équilibrent
, 6 · 0,1 · 1 0,6
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Outil de calcul / Heat load
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NBN - Public Enquiry Portal
Faites valoir votrepoint de vue sur les normes
Participezaux enquêtes publiques Accès aux projets de norme
Possibilité de fairedes commentaires
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