Chauffage par le sol prix

Principe de la méthode de calcul

La méthode de calcul pour les cas de base est fondée sur les hypothèses suivantes :

• la répartition des températures (température de l'air et température de calcul) est uniforme,

• les pertes de chaleur sont calculées dans des conditions d'état stationnaire en supposant des propriétés constantes, telles que les températures, les caractéristiques des structures de construction, etc.

• en fonction de ses résultats dépend aussi le prix du chauffage par le sol

La procédure de calcul pour les cas de base peut être utilisée pour la plupart des bâtiments :

• dont la hauteur des pièces ne dépasse pas 5 m,

• qui sont chauffés ou dont on suppose qu'ils seront chauffés à une température constante demandée,

• dans lesquels on suppose que la température de l'air et la température opérationnelle sont identiques,

Dans les bâtiments mal isolés thermiquement ou pendant la période de chauffe avec des systèmes de chauffage :

• avec une grande part de la composante convective de la transmission de la chaleur, par exemple avec un chauffage par air chaud,

• des systèmes de chauffage à grande surface avec une composante radiative importante, par exemple avec un chauffage par le sol ou par le plafond, où peut survenir une différence marquée entre la température de l'air et la température opérationnelle, ainsi qu'une déviation par rapport à une répartition uniforme des températures dans la pièce, ce qui peut entraîner une déviation substantielle du cas de base. D'abord, on calcule les pertes de chaleur. Ces résultats sont ensuite utilisés pour déterminer la puissance thermique projetée, qui est importante pour la détermination du prix du chauffage par le sol.

Pour calculer les pertes thermiques projetées d'un espace chauffé, il faut tenir compte des conditions suivantes :

• la perte thermique projetée par transmission, qui représente la perte thermique vers l'extérieur par conduction à travers les structures limitrophes, ainsi que la transmission de chaleur entre les espaces chauffés en raison du fait que les espaces adjacents doivent être chauffés ou on suppose habituellement qu'ils seront chauffés à différentes températures ; par exemple, on suppose que les pièces adjacentes dans un appartement voisin peuvent être chauffées à une température déterminée correspondant à un appartement non occupé,

• la perte thermique projetée par ventilation, qui représente la perte thermique vers l'extérieur en tant que conséquence de la ventilation ou de l'infiltration à travers les structures enveloppantes du bâtiment ou la transmission de chaleur par ventilation d'un espace chauffé à un autre espace chauffé à l'intérieur du bâtiment. (STN EN 12831)

Les pertes thermiques projetées n'affectent pas le prix du chauffage par le sol, mais influencent fortement l'obtention du confort thermique.

Les étapes de la procédure de calcul pour un espace chauffé sont les suivantes (voir figure) :

• détermination des valeurs de la température extérieure de calcul et de la température extérieure moyenne annuelle,

• détermination de l'état des espaces (chauffés ou non chauffés) et détermination des valeurs de la température intérieure de calcul de chaque espace chauffé,

• détermination des dimensions et caractéristiques thermiques de toutes les structures de construction pour tous les espaces chauffés ou non chauffés,

• calcul de la perte thermique unitaire par transmission et son multiplication par la différence de température de calcul ; le résultat est la perte thermique projetée par transmission,

• calcul de la perte thermique unitaire par ventilation et son multiplication par la différence de température de calcul ; le résultat est la perte thermique projetée par ventilation,

• calcul de la perte thermique totale projetée de l'espace chauffé comme somme des pertes thermiques projetées par transmission et des pertes thermiques projetées par ventilation,

• calcul de la puissance thermique nécessaire pour le chauffage de l'espace chauffé, c'est-à-dire la puissance complémentaire nécessaire pour compenser l'effet d'interruption du chauffage,

• calcul de la puissance thermique totale projetée de l'espace chauffé comme somme de la perte thermique totale projetée et de la puissance thermique nécessaire pour le chauffage. (STN EN 12831)

Après la détermination et le calcul des valeurs, celles-ci constituent un facteur déterminant pour le calcul du prix du chauffage par le sol.

Procédure de calcul pour une partie du bâtiment ou pour l'ensemble du bâtiment

Pour concevoir une source de chaleur, par exemple un échangeur ou une chaudière, il faut calculer la puissance thermique totale projetée d'une partie du bâtiment ou de l'ensemble du bâtiment. La procédure de calcul est basée sur les résultats du calcul par pièce. Les étapes de la procédure de calcul pour une partie du bâtiment ou pour l'ensemble du bâtiment sont les suivantes :

• addition des pertes thermiques projetées par transmission de tous les espaces chauffés sans tenir compte de la transmission de chaleur à l'intérieur des limites systémiques déterminées, afin de calculer la perte thermique totale projetée par transmission pour une partie du bâtiment ou pour l'ensemble du bâtiment,

• addition des pertes thermiques projetées par ventilation de tous les espaces chauffés sans tenir compte de la transmission de chaleur à l'intérieur des limites systémiques déterminées, afin de calculer la perte thermique totale projetée par ventilation pour une partie du bâtiment ou pour l'ensemble du bâtiment,

• addition de la perte thermique totale projetée par transmission et de la perte thermique totale projetée par ventilation, afin de calculer la perte thermique totale projetée pour une partie du bâtiment ou pour l'ensemble du bâtiment,

• addition des valeurs de la puissance thermique nécessaire pour le chauffage de tous les espaces chauffés, afin de calculer la puissance thermique totale nécessaire pour le chauffage d'une partie du bâtiment ou de l'ensemble du bâtiment, qui est nécessaire pour compenser l'effet d'interruption du chauffage,

• calcul de la puissance thermique totale projetée d'une partie du bâtiment ou de l'ensemble du bâtiment comme somme de la perte thermique totale projetée et de la puissance thermique totale nécessaire pour le chauffage. (STN EN 12831)

• enfin, sur la base des constatations, on calcule le prix du chauffage par le sol

Calcul et conception de la surface de chauffage radiante

Le caractère distinctif des surfaces de chauffage radiantes est que la composante radiative de la puissance thermique prédomine sur la composante convective. Afin d'atteindre cette prédominance, les surfaces de chauffage radiantes ont généralement la forme de plaques planes lisses, sans diverses ailettes et saillies qui augmenteraient la part du transfert de chaleur par convection.

La température de surface de ces surfaces (plaques planes en ce qui concerne la transmission de la chaleur), chauffées localement par des tubes, n'est pas uniforme. Par conséquent, la tâche principale lors du calcul théorique des surfaces de chauffage radiantes est de déterminer :

• d'abord, la température moyenne de surface tP (pour les surfaces chauffées par un fluide thermique circulant dans des tubes) et ensuite,

• la puissance thermique Q (°C), respectivement la puissance thermique spécifique q (W. m-2) (calculée de manière similaire à celle des corps de chauffe usuels).

Pour le calcul de la surface de chauffage par le sol, on part de l'hypothèse que la température moyenne de surface du sol ne dépassera pas les valeurs hygiéniquement admissibles, tandis que la puissance thermique de la surface de chauffage par le sol couvrira les pertes thermiques de l'espace chauffé. La hauteur de la puissance thermique et du prix du chauffage par le sol sont mutuellement liées.

Pour le calcul de la surface de chauffage radiante, on part de l'hypothèse que la température moyenne de surface ne dépassera pas les valeurs hygiéniquement admissibles, tandis que la puissance thermique de la surface de chauffage couvrira les pertes thermiques de l'espace chauffé. Les surfaces de chauffage radiantes à basse température peuvent être construites de la manière suivante :

• avec des tubes intégrés,

• avec des surfaces de chauffage à ailettes.

Pour le calcul du chauffage par le sol hydraulique, on part de ces critères :

- l'équilibre thermique de l'intérieur chauffé,

- les pertes thermiques des pièces,

- le calcul thermique de la dalle de chauffage,

- le calcul hydraulique de la dalle de chauffage,

- un algorithme complexe de transfert de chaleur et de masse.

Dernier, mais non moins important, facteur à prendre en compte lors de l'achat est le prix du chauffage par le sol.

L'ÉQUILIBRE THERMIQUE DE L'INTÉRIEUR AVEC LE CHAUFFAGE PAR LE SOL

Pour assurer l'équilibre thermique de l'intérieur avec le chauffage par le sol, nous définissons les bases de la propagation de la chaleur, sa formulation mathématique, les conditions de confort thermique et la puissance thermique.

LA PROPAGATION DE LA CHALEUR DANS LE CHAUFFAGE PAR LE SOL

Lors du chauffage par rayonnement d'un intérieur (voir figure ci-dessous), la surface chauffante P transmet le flux thermique par rayonnement sans l'intermédiaire de l'air de l'intérieur - vers les surfaces environnantes refroidies de l'intérieur, et il est toujours vrai que la température effective est ici plus élevée que la température de l'air.

La surface chauffante par rayonnement P est située sur une ou plusieurs des structures de construction (dans le premier cas, P est intégrée ou indissociable de la structure de construction, dans le second cas, elle est autonome), ce qui peut être un plafond, un mur ou un sol. On parle alors de chauffage par rayonnement à grande surface, plafond, mur ou par le sol.

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Littérature utilisée :

Dušan Petráš : Chauffage par le sol à eau chaude

Dušan Petráš : Chauffage à basse température et énergies renouvelables

PhD. Štefan Papučík, PhD. Radovan Nosek, PhD. Richard Lenhart : Chauffage