CALCUL DE LA TRANSMISSION THERMIQUE A TRAVERS UN BARDAGE AVEC REMPLISSAGE EN POLYCARBONATE ALVEOLAIRE Société : DOTT GALLINA FRANCE DÉPARTEMENT ENVELOPPE ET REVÊTEMENTS Service DER Date Division HTO Le 30 juin 2009 REF DER/HTO 2009-177 - FL/LS N° affaire : 09-017 Version 1 Unité ayant effectué les travaux : DER/HTO Responsable des travaux : Franck LEGUILLON Téléphone : 01.64.68.89.73 Date de la commande : mars 2009 Date de l’étude : mai 2009 CALCUL DE LA TRANSMISSION THERMIQUE A TRAVERS UN BARDAGE AVEC REMPLISSAGE EN POLYCARBONATE ALVEOLAIRE Commanditaire de l’étude : Société DOTT GALLINA FRANCE zone industrielle bihardais Rue éperon doré 35170 BRUZ La reproduction de ce rapport d’étude n'est autorisée que sous la forme de fac-similé photographique intégral, sauf accord particulier du CSTB. Toute publication des résultats de cette étude mentionnant le CSTB devra faire l’objet d’un accord écrit préalable par le CSTB. Ce rapport d’étude comporte 15 pages dont 5 pages d’annexe. Page 3/15 CONTENU I. OBJECTIF DE L’ETUDE................................................................................................. 4 II. DESCRIPTION SUCCINCTE.......................................................................................... 4 III. METHODOLOGIE.................................................................................................. ...
CALCUL DE LA TRANSMISSION THERMIQUE A TRAVERS UN BARDAGE AVEC REMPLISSAGE EN POLYCARBONATE ALVEOLAIRE Société : DOTT GALLINA FRANCE
DÉPARTEMENT ENVELOPPE ET REVÊTEMENTS
Service DER Division HTO REF DER/HTO 2009-177 - FL/LS N° affaire : 09-017
Unité ayant effectué les travaux :
Responsable des travaux :
Téléphone :
Date de la commande :
Date de létude :
Date Le 30 juin 2009
Version 1
DER/HTO
Franck LEGUILLON
01.64.68.89.73
mars 2009
mai 2009
CALCUL DE LA TRANSMISSION THERMIQUE A TRAVERS UN BARDAGE AVEC REMPLISSAGE EN POLYCARBONATE ALVEOLAIRE Commanditaire de létude :
Société DOTT GALLINA FRANCE zone industrielle bihardais Rue éperon doré 35170 BRUZ
La reproduction de ce rapport détude n'est autorisée que sous la forme de fac-similé photographique intégral, sauf accord particulier du CSTB. Toute publication des résultats de cette étude mentionnant le CSTB devra faire lobjet dun accord écrit préalable par le CSTB. Ce rapport détude comporte 15 pages dont 5 pages dannexe.
CONTENU
I.
II.
III.
IV.
Page 3/15
OBJECTIF DE LETUDE................................................................................................. 4
L'objectif de cette étude est le calcul des coefficients de transmission thermique dun bardage avec remplissage polycarbonate. Cette étude inclut le calcul de la transmission thermique au niveau des rails périphériques, des emboitements et en partie courante du remplissage. Le pont thermique à la liaison entre le gros uvre et le bardage nest pas étudié dans ce rapport.
Les résultats présentés dans ce rapport sont obtenus par modélisation numérique 2D à partir des éléments techniques remis par la société DOTT GALLINA dans les courriers électroniques du 7 et 9 avril 2009. Ce rapport ne traite que de la performance thermique des produits et ne préjuge en rien de leur aptitude à lemploi.
II.
DESCRIPTION SUCCINCTE
Procédé de bardage en polycarbonate alvéolaire ARCOPLUS 347 de 40 mm dépaisseur relié à sa périphérie au gros uvre par lintermédiaire dun profilé en aluminium. Les panneaux de remplissage sont reliés entre eux au moyen dun système demboitement tout les 333 mm. La pose se fait soit en applique, soit en feuillure. La figure 1 donne un aperçu du système étudié.
Le calcul est réalisé par modélisation numérique en bidimensionnel et consiste à évaluer les flux de chaleur transmise à travers le procédé de lambiance intérieure vers lextérieur. On calcule dans un premier temps le coefficient de transmission thermique Ufà travers le profil périphérique en substituant le remplissage par un panneau isolant de référence puis on calcule le coefficient linéiquegponts thermiques à la jonction entre le profil et le desremplissage. Dans ce second calcul, le remplissage réel est modélisé. Les hypothèses de modélisation sont fixées par les règles de calcul en vigueur.
III.2
Règles de calcul
Le calcul est réalisé conformément aux règles Th-U, édition 2007.
III.3Hypothèses
III.3.1Géométrie
Les modèles géométriques 2D servant de base pour les calculs sont directement issus des fichiers de dessin fournis par la société Dott Gallina. A partir de ces fichiers, seulement les éléments filants ont été modélisés.
Dimensions conventionnelles pour les calculs de Up
fA LAH xHg x L Af Pose en feuillure Pose en applique Figure 2 Dimensions conventionnelles pour les calculs de Up H (m) L (m) Dimensions mini 2 10 Dimensions Dimensions 4,5 25 conventionnell moyenne esDimmenasxiions307 Tableau 2 : Dimensions intérieures des trémies utilisées
III.3.4
Conditions aux limites
Intérieur
. Rsi = 0,13 m² K/W
Extérieur
Rse= 0,04 m².K/W
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Ti= 20 °C Te= 0 °C Tableau 3 : Conditions aux limites pour létude thermique Une condition adiabatique est prise dans la zone de contact entre le profilé et le gros uvre.
III.4Formules Le coefficient de transmission global à travers le bardage prend en compte les pertes à travers le profil périphérique données par le coefficient Ufainsi que les pertes au travers du remplissage (coefficient Ug), et les pertes au niveau de la liaison entre le profil et le remplissage (coefficientg).
Le coefficient de transmission surfacique Ugdu panneau en polycarbonate incluant leffet du pont thermique de lemboitement se calcule à partir de la relation suivante :
Ucl T W/(m2.K) avec : -: flux thermique traversant le modèle numérique 2D représentant une portion répétitive du panneau, en W/m, -l : largeur du modèle numérique en m, -∆T : différence de température entre les ambiances, intérieure et extérieure, en K. Le coefficient de transmission surfacique du profil périphérique Uf se calcule à partir de la relation suivante : Tbfbg Uf TbbpUp W/(m2.K) f Up
Où :
T: Flux thermique traversant le modèle numérique, en W/m,
Up: Coefficient de transmission thermique du panneau disolant homogène, en W/(m².K),
bp: Plus petite largeur visible du panneau disolant homogène (cette largeur doit être
≤190 mm) dont le modèle de calcul en m,
bfprofil (visible de lintérieur ou de lextérieur), en m,: Plus grande largeur projetée du
T: Différence de température entre les ambiances intérieure et extérieure, en K.
Le coefficientgprofil et le remplissage se calcule àdu pont thermique à la liaison entre le partir de la relation suivante : bfbg
IV.1Coefficients de transmission thermique surfaciq
ues Ufet linéiqu
esp
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Le coefficient de transmission surfacique Ugdu remplissage polycarbonate incluant leffet de lemboitement, est donné dans le tableau suivant.
Ug(W/(m².K))
1
Tableau 5 : Coefficients Ufdu profil ARCO PLUS 347 Les coefficients de transmission thermique Uf (W/(m2.K)) qui caractérisent la déperdition surfacique à travers le profil est donné dans le tableau suivant. Ils sont obtenus à partir des hypothèses du §III.3.
Mise en oeuvre
Profil
Uf(W/(m².K))
En feuillure
Profil bas sans bavette
5.6
Profil latéral et haut
5.3
En applique
Profil bas sans bavette
1.6
Profil latéral et haut
Tableau 6 : Coefficients Ufdu profil ARCO PLUS 347
1.1
Les coefficients de transmission thermiqueg qui caractérisent les déperditions (W/(m.K)) linéiques dues aux ponts thermiques à la liaison entre le profil et le remplissage sont donnés dans le tableau suivant.
Mise en oeuvre
Profil
g (W/(m².K))
En feuillure Profil bas Profil sans latéral et bavette haut
0.002
0.001
En applique Profil bas Profil latéral sans bavetteethaut
0.004
0.003
Tableau 7 : Coefficients linéiquesgdes liaisons entre le cadre et le remplissage
Pertes thermiques globales à travers la paroi complète
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Le calcul de Up sela formule donnée dans le §III.3 de ce rapport et prend en fait selon compte, à la fois les déperditions au niveau du profil périphérique, du remplissage polycarbonate, et de la liaison entre le remplissage et le profil. Le tableau 8 donne pour 3 exemples de dimension de façade les valeurs de la déperdition moyenne. Pour dautres dimensions, il convient dutiliser les coefficients du §IV.1 et la formule de calcul de Up donnée au §III.4 pour déterminer la déperdition moyenne à travers la façade. Néanmoins dans le cas où la proportion hauteur x largeur de la façade est conservée, il est possible dinterpoler les valeurs de Up données dans le tableau 8.
Dimensions conventionnelles HxL (m)
2x10
4.5x25
7x30
Up W/m².K Mise en uvre Mise en uvre en feuillure en applique
1.36
1.16
1.11
1.11
1.05
1.03
Tableau 8 : Coefficients de déperditionUpen W/(m².K)pour différentes dimensions conventionnelles