INFLUENCE DES PERTES DE CHALEUR SUR LE CHOIX

Maison basse energie: capacite de chaudiere

Avant, il suffisait d'ajouter une certaine valeur aux déperditions de chaleur pour déterminer la capacité de chaudière maximale. Par le passé, on prévoyait une réserve de puissance calorifique afin d'éviter les problèmes après un arrêt (prolongé) ou une baisse de la température. Aujourd'hui, cette méthode est toutefois dépassée. La crise de l'énergie nous a sortis de notre torpeur! La capacité de la chaudièreest à présent calculée d'une toute autre manière. Un bon dimensionnement correct est, en effet, devenu la priorité absolue.

Par Roland Debruyne, ing.

LE CONSOMMATEUR DEVIENT PLUS EXIGEANT

Autre époque, autres mœurs. Aujourd'hui, la salle de bains est utilisée par moments de manière très intensive. Les heures où suffisamment d'eau chaude doit être disponible, divergent souvent très fortement. En raison de ces facteurs, les installations actuelles utilisent une commande et un système intelligents pour tout mener à bien.

NORME EUROPEENNE

Depuis 1986, la majorité des bureaux d'études et des installateurs utilisent les normes NBN B62-002 et NBN B62-003 pour le dimensionnement d'installations de chauffage dans les bâtiments.

Comme le coût de l'énergie ne cesse d'augmenter, les bâtiments se sont adaptés et ont évolué afin de réduire leurs besoins en énergie. Les normes se sont par conséquent également adaptées à cette évolution. La nouvelle norme européenne (NBN EN 12831) pour le calcul des déperditions de chaleur des bâtiments a été publiée en 2003 et remplace en partie la norme NBN B62-003.

COMMENT ET POURQUOI DES CHANGEMENTS

Pas d'explication détaillée

Le but de cet article n'est pas de s'étendre sur les calculs précis. Si vous souhaitez en savoir plus sur les détails exacts, nous vous renvoyons aux méthodes de calcul décrites dans le Rapport n° 14 du CSTC (chapitres 4 et 5). En page 15, vous retrouvez par exemple toutes les informations sur le calcul thermique pour l'eau chaude sanitaire (ECS) et verrez comment déterminer la capacité d'une chaudière de chauffage. Dans cet article, nous nous en tenons donc uniquement au comment et au pourquoi de ces changements et à quelques conseils utiles.

Rapport 14

Le Rapport 14 du CSTC remplace le Rapport n° 1 (1992), qui était dépassé en raison de l'évolution rapide des nouvelles technologies. Les nouvelles technologies comme la pompe à chaleur, la cogénération et les chaudières hybrides ne sont toutefois pas encore traitées dans le nouveau Rapport. On y trouve néanmoins toutes les explications et tous les calculs relatifs à la régulation automatique, aux circulateurs, à la conception d'un réseau de conduites, etc. Le Rapport doit surtout servir d'ouvrage de référence pour les élèves et d'aide-mémoire pour l'installateur.

HAUSSE DES PRIX DE L'ENERGIE, DIMINUTION DES DEPERDITIONS DE CHALEUR

Plus d'actualité

Dans une habitation basse énergie, la perte de chaleur est limitée. La méthode consistant à ajouter un supplément 'forfaitaire' à la puissance de la chaudière ne tient donc plus la route. Une telle méthode ne permet plus de faire face à des situations/problèmes imprévus. Les déperditions de chaleur sont même devenues si infimes qu'un conflit peut survenir avec les exigences bien plus strictes posées par les utilisateurs p.ex. après une baisse de température nocturne ou même une baisse de la température diurne pendant les heures où les occupants sont partis travailler.

Pertes de transmission: bien plus importantes avant

Au siècle dernier, on calculait les pertes de transmission et on ajoutait, en guise de compensation pour la 'baisse nocturne' et/ou pour l'infiltration incontrôlée d'air extérieur froid, un pourcentage forfaitaire en fonction de la taille et de la mesure dans laquelle le bâtiment était exposé aux éléments. Avant le début du 21e siècle, les pertes de transmission étaient bien plus importantes qu'aujourd'hui, principalement en raison du degré d'isolation de nos maisons. Bien que le bâtiment soit toujours exposé aux éléments, il est à présent bien plus étanche à l'air. Les méthodes d'antan ne conviennent donc plus.

LE CHAUFFAGE DE L'ECS DETERMINE LA CAPACITE MAXIMALE

Notre utilisation actuelle d'eau chaude a entraîné une plus grosse consommation.

Beaucoup de chaleur doit donc être produite pour répondre à la hausse de la demande. La quantité de chaleur nécessaire instantanément pour la chaudière de chauffage dépend fortement du système qui y est couplé: un système instantané, un réservoir tampon avec accumulation d'eau chaude, une combinaison d'appareil instantané et de capacité de stockage suffisante.

Vous trouverez plus d'informations à ce sujet dans le Rapport n° 14 sous le chapitre 4.

GROSSES DIFFERENCES SELON LA METHODE DE CHAUFFAGE

Perte à calculer en dehors du volume protégé

Il y a tout d'abord les différences d'accumulation partielle propres aux systèmes de chauffage comme le chauffage par le sol et la masse de la chape, jouant un rôle à chaque changement de température.

Des systèmes de chauffage par rayonnement comparables ont une perte calculable, vers le dos du système, ne faisant pas partie du volume protégé. Exemples: la quantité de perte à travers l'isolation du sol vers la terre et le chauffage par les murs ou le plafond dégageant une certaine chaleur calculable vers des espaces non protégés. Cette baisse au niveau de l'accumulation ou de la chaleur rayonnante ou la chaleur perdue doivent être prises en compte pour la capacité de la chaudière en fonction du nombre d'heures où une baisse de la température survient.

Compensation des variations de température

Les radiateurs et convecteurs calculés selon un régime de 60 °C/40 °C ou 70 °C/50 °C, en vue d'améliorer le confort par rapport au régime 90 °C/70 °C, qui était appliqué par le passé, peuvent compenser plus rapidement les variations de température. La chaleur supplémentaire pour compenser ces fluctuations doit provenir de la chaudière de chauffage et doit être prise en compte pour la détermination de la puissance calorifique d'une chaudière.

CONSEILS PRATIQUES POUR LE CALCUL DE LA PUISSANCE CALORIFIQUE

Méthodes du passé

Avant, les pertes de chaleur étaient calculées avec précision à l'aide des valeurs K de transmission (le coefficient K est aujourd'hui appelé coefficient U). Dans la norme B62003, on utilisait dans cette optique la formule 'S (superficie).K (valeur U actuelle).?T (différence de température)'. Des 'majorations' (suppléments pour l'exposition au vent, la baisse nocturne, la hauteur, l'orientation NO-Nord-NE) étaient ajoutées sous la forme de quatre suppléments estimés de manière forfaitaire. Chacun arrivait à des chiffres légèrement différents, en fonction de sa formation.

• 10% comme supplément pour tout ce qui est orientation nord nord-ouest et nord-est (murs et verre).

• 10 à 25% pour la compensation de l'inertie refroidie des murs, sols et plafonds selon la quantité de baisses de température nocturnes pendant un certain nombre d'heures (en standard 3 °C pendant huit heures).

• 0 à 25% de supplément pour le refroidissement par le vent et ce, en fonction de la masse du nombre de parois. 0% pour le verre, 15% pour les murs normaux (brique) et 25% pour les murs lourds et les parois en béton.

• n% (pourcentage pour le rendement) en fonction de la hauteur, différent en fonction du degré de protection par des obstacles ou d'autres bâtiments.

Méthodes devant être appliquées aujourd'hui

Bien que la commission (pour le compte du CSTC) responsable en la matière soit pour ainsi dire déjà prête avec ses propositions, le NBN doit encore décider s'il y aura des enquêtes publiques, auxquelles il faudra ensuite encore répondre. Ce contretemps peut vouloir dire que nous devrons encore attendre un à deux ans avant qu'une norme officielle soit sur la table. Pour combler cette lacune, un document de travail provisoire a été rédigé (par le CSTC en collaboration avec ATIC et SECO). Il est intitulé 'Guide pratique pour l'application de la NBN EN 12831 pour le calcul des déperditions de chaleur des bâtiments en Belgique'. Ce document n'est pas encore rendu public pour le moment, mais nous pouvons cependant déjà vous révéler quelques-unes des grandes lignes. La puissance calorifique, qui déterminera en partie le choix d'un certain type de chaudière de chauffage, est composée de quatre grands groupes/besoins d'énergie résultant de notre mode de construction et d'habitat moderne.

On retrouve des informations supplémentaires dans le Rapport n° 14, dans les chapitres 4 et 5.

Il est vivement recommandé à chaque installateur d'étudier scrupuleusement ces seize pages. Pour ceux souhaitant déjà voir un coin du voile levé, nous vous résumons le contenu dans les grandes lignes (voir tableau).

CONCLUSION

L'installateur d'aujourd'hui n'a pas appris tout cela pendant ses études.

Chaque installateur a l'obligation morale s'il ne veut pas perdre les pédales de rester en permanence au courant des technologies modernes se succédant à un rythme effréné.

La vie des entreprises s'en trouve certes plus compliquée, mais est d'autant plus intéressante! Les connaissances professionnelles et le travail font partie intégrante de l'expérience!

Difficile d'imaginer un plus beau métier que celui d'installateur dans le HVAC. ?

Rapport n° 14 (chapitres 4 et 5) un coin du voile

1. Les déperditions de chaleur calculées à l'aide des valeurs U de transmission (valeur de transfert de passage de la perte de chaleur).

2. Les pertes de ventilation, composées de deux types:

A. Les pertes par infiltration calculables en fonction de l'étanchéité du bâtiment. Ce calcul pourra être réalisé à l'aide d'un tableur (Excel). Le tableur même n'a pas encore été publié. Le document se base sur la règle: on peut admettre 10% du nombre d'étanchéité n50 comme renouvellement du volume protégé par infiltration.

B. L'énergie liée à l'installation de ventilation nécessaire (A, B, C et D).

Pour le besoin de chaleur de la chaudière, on peut admettre (B) + 0,5 (A).

3. La chaleur pour la production d'eau chaude sanitaire: on renvoie ici au chapitre 4 du Rapport 14 et on fait une distinction selon les trois méthodes pour la production d'eau chaude.

A. La méthode instantanée via des échangeurs, chauffant l'eau chaude avec l'eau de la chaudière lors de l'utilisation.

B. La méthode à accumulation d'eau chaude dans des réservoirs tampons avec donc une répartition sur un certain nombre d'heures en ce qui concerne l'ajout de la puissance calorifique pour la chaudière.

C. Combinaison d'A & B: utilisation de réservoirs tampons et méthode instantanée partielle via des échangeurs pour la première demande d'eau. chaude.

4. La puissance de chauffage se compose de différents facteurs:

A. La chaleur d'accumulation devant être réajoutée à la masse du bâtiment à chauffer après une période de refroidissement pendant la nuit ou des interruptions le week-end.

B. La chaleur d'accumulation propre à la composition du chauffage par le sol, par le plafond et par les murs pour chauffer à nouveau la matière
dont le chauffage fait partie
en cas de rechauffage après un arrêt ou une baisse de température.

C. Les propres pertes de chaleur du système dans le cas de chauffage par le sol, les murs ou le plafond, devant être prises en compte: les pertes du système par rayonnement ou à l'arrière de celui-ci: le chauffage par le sol transmettant de la chaleur à la cave ou à la terre; le chauffage par le plafond qui rayonne vers les greniers ou les étages supérieurs non chauffés; le chauffage par les murs rayonnant vers des pièces secondaires non chauffées ou vers l'extérieur. Les installateurs de chauffage par le sol connaissent ce phénomène et s'y sont régulièrement mal pris au début.

Note: les pertes de chaleur via des ponts thermiques sont une partie distincte des calculs. Dans un nouveau bâtiment, il s'agit surtout d'éviter les ponts thermiques. Nous n'allons pas nous attarder plus sur cette matière assez complexe dans cet article.