Lors de la construction d'immeubles privés et d'appartements, de nombreux facteurs doivent être pris en compte et un grand nombre de normes et de standards doivent être observés. En outre, un plan de la maison est créé avant la construction, des calculs sont effectués sur la charge des structures de support (fondation, murs, sols), les communications et la résistance à la chaleur. Le calcul de la résistance au transfert de chaleur n’est pas moins important que le reste. Cela dépend non seulement de la chaleur de la maison et, par conséquent, des économies d'énergie, mais également de la résistance et de la fiabilité de la structure. Après tout, les murs et d’autres éléments peuvent le geler. Les cycles de gel et de dégel détruisent les matériaux de construction et entraînent la détérioration et la dégradation des bâtiments.
Conductivité thermique
Tout matériau est capable de conduire la chaleur. Ce processus est effectué en raison du mouvement des particules, qui transmettent le changement de température. Plus ils sont proches les uns des autres, plus le processus de transfert de chaleur est rapide. Ainsi, les matériaux et les substances plus denses se refroidissent ou chauffent beaucoup plus rapidement. C'est la densité qui détermine principalement l'intensité du transfert de chaleur. Il s'exprime numériquement par le coefficient de conductivité thermique. Il est indiqué par le symbole λ et est mesuré en W / (m * ° C). Plus ce coefficient est élevé, plus la conductivité thermique du matériau est élevée. L'inverse de la conductivité thermique est la résistance thermique. Il est mesuré en (m2 * ° C) / W et est indiqué par la lettre R.
Application de concepts en construction
Pour déterminer les propriétés d'isolation thermique d'un matériau de construction, utilisez le coefficient de résistance au transfert de chaleur. Sa valeur pour divers matériaux est donnée dans presque tous les répertoires de construction.
Étant donné que la plupart des bâtiments modernes ont une structure murale multicouche composée de plusieurs couches de matériaux divers (enduit extérieur, isolant, mur, enduit intérieur), un concept tel que la résistance au transfert de chaleur réduite est introduit. Il est calculé de la même manière, mais dans les calculs, nous prenons un analogue homogène d'un mur multicouche, qui transmet la même quantité de chaleur pendant un certain temps et à la même différence de température à l'intérieur et à l'extérieur.
La résistance réduite est calculée non pas pour 1 m2, mais pour toute la structure ou une partie de celle-ci. Il résume la conductivité thermique de tous les matériaux de mur.
Résistance thermique des structures
Tous les murs extérieurs, portes, fenêtres, toit sont des structures fermantes. Et comme ils protègent la maison du froid de différentes manières (ils ont un coefficient de conductivité thermique différent), la résistance au transfert de chaleur de l'enveloppe du bâtiment est calculée individuellement pour eux. Ces structures comprennent des murs intérieurs, des cloisons et des plafonds, si les pièces ont une différence de température. Ceci fait référence aux pièces dans lesquelles la différence de température est significative. Ceux-ci comprennent les parties non chauffées de la maison suivantes:
- Garage (s'il est directement adjacent à la maison).
- Couloir
- Véranda.
- Garde-manger.
- Le grenier.
- Sous-sol.
Si ces pièces ne sont pas chauffées, le mur qui les sépare du logement doit également être isolé, de même que les murs extérieurs.
Résistance thermique des fenêtres
Dans l'air, les particules qui participent au transfert de chaleur sont situées à une distance considérable les unes des autres et, par conséquent, l'air isolé dans un espace clos est le meilleur isolant.Par conséquent, toutes les fenêtres en bois étaient construites avec deux rangées d'ailes. En raison de la lame d'air entre les cadres, la résistance au transfert de chaleur des fenêtres augmente. Le même principe s'applique aux portes d'entrée dans une maison privée. Pour créer un tel intervalle d'air, deux portes sont placées à une certaine distance l'une de l'autre ou un dressing est créé.
Ce principe est resté dans les fenêtres en plastique modernes. La seule différence est que la résistance élevée au transfert de chaleur des fenêtres à double vitrage est obtenue non pas en raison de l'entrefer, mais en raison des chambres en verre scellées à partir desquelles l'air est pompé. Dans de telles chambres, l'air est évacué et il n'y a pratiquement pas de particules, ce qui signifie qu'il n'y a rien qui puisse transmettre la température. Par conséquent, les propriétés d'isolation thermique des fenêtres modernes à double vitrage sont beaucoup plus élevées que celles des anciennes fenêtres en bois. La résistance thermique d'une telle fenêtre à double vitrage est de 0,4 (m2 * ° C) / W.
Les portes d’entrée modernes pour les maisons privées ont une structure multicouche avec une ou plusieurs couches d’isolant. De plus, l'installation de joints en caoutchouc ou en silicone offre une résistance thermique supplémentaire. Grâce à cela, la porte devient presque étanche et l’installation d’une seconde n’est plus nécessaire.
Calcul de résistance thermique
Le calcul de la résistance au transfert de chaleur vous permet d'estimer la perte de chaleur en W et de calculer l'isolation supplémentaire et la perte de chaleur nécessaires. Grâce à cela, vous pouvez sélectionner correctement la capacité nécessaire des équipements de chauffage et éviter des dépenses inutiles pour des équipements ou des sources d'énergie plus puissants.
Par souci de clarté, nous calculons la résistance thermique du mur d’une maison en brique de céramique rouge. À l'extérieur, les murs seront isolés avec de la mousse de polystyrène extrudé de 10 cm d'épaisseur, dont l'épaisseur sera de deux briques - 50 cm.
La résistance au transfert de chaleur est calculée par la formule R = d / λ, où d est l'épaisseur du matériau et λ est le coefficient de conductivité thermique du matériau. Le répertoire de la construction indique que, pour les briques en céramique, λ = 0,56 W / (m * ° C) et pour la mousse de polystyrène extrudée λ = 0,036 W / (m * ° C). Ainsi, R (maçonnerie) = 0,5 / 0,56 = 0,89 (m2* ° C) / W, et R (mousse de polystyrène extrudé) = 0,1 / 0,036 = 2,8 (m2* ° C) / W. Pour connaître la résistance thermique totale du mur, vous devez ajouter ces deux valeurs: R = 3,59 (m2* ° C) / W.
Tableau de résistance thermique des matériaux de construction
Toutes les informations nécessaires pour les calculs individuels de bâtiments spécifiques sont fournies par le tableau de résistance au transfert de chaleur ci-dessous. Le calcul de l'échantillon ci-dessus, associé aux données du tableau, peut également être utilisé pour estimer la perte d'énergie thermique. Pour ce faire, utilisez la formule Q = S * T / R, où S représente la surface de l’enveloppe du bâtiment et T la différence de température dans la rue et dans la pièce. Le tableau montre les données pour un mur de 1 mètre d'épaisseur.
| Matériel | R, (m2 * ° C) / W |
| Béton armé | 0,58 |
| Blocs d'argile expansée | 1,5-5,9 |
| Brique en céramique | 1,8 |
| Brique de silicate | 1,4 |
| Blocs de béton cellulaire | 3,4-12,29 |
| Pin | 5,6 |
| Laine minérale | 14,3-20,8 |
| Polystyrène expansé | 20-32,3 |
| Styromousse extrudé | 27,8 |
| Mousse de polyuréthane | 24,4-50 |
Constructions chaudes, méthodes, matériaux
Afin d'augmenter la résistance au transfert de chaleur de l'ensemble de la structure d'une maison privée, on utilise généralement des matériaux de construction à faible coefficient de conductivité thermique. Merci à l'introduction nouvelles technologies dans la construction il y a de plus en plus de tels matériaux. Parmi eux, les plus populaires peuvent être distingués:
- Un arbre
- Panneaux sandwich.
- Bloc de céramique.
- Bloc d'argile expansé.
- Bloc de béton cellulaire.
- Bloc de mousse.
- Bloc de béton en polystyrène, etc.
Le bois est un matériau très chaleureux et écologique. Par conséquent, beaucoup dans la construction d'une maison privée optent pour cela. Il peut s'agir d'une maison en rondins, d'un rondin arrondi ou d'une poutre rectangulaire. Le pin, l'épicéa ou le cèdre sont principalement utilisés comme matériau.Néanmoins, il s’agit d’un matériau plutôt capricieux qui nécessite des mesures de protection supplémentaires contre les influences atmosphériques et les insectes.
Les panneaux sandwich sont un produit relativement nouveau sur le marché national des matériaux de construction. Néanmoins, sa popularité dans la construction privée a beaucoup augmenté ces derniers temps. Après tout, ses principaux avantages sont son coût relativement bas et sa bonne résistance au transfert de chaleur. Ceci est réalisé grâce à sa structure. À l'extérieur, il y a un matériau en feuille dure (panneaux OSB, contreplaqué, profilé métallique) et à l'intérieur, un isolant en mousse ou de la laine minérale.
Blocs de construction
La résistance élevée au transfert de chaleur de tous les blocs de construction est obtenue grâce à la présence dans leur structure de chambres à air ou d'une structure en mousse. Ainsi, par exemple, certains types de blocs en céramique et autres présentent des ouvertures spéciales qui, lors de la pose d'un mur, sont parallèles à celui-ci. Ainsi, des chambres fermées avec de l'air sont créées, ce qui constitue une mesure assez efficace de l'obstruction du transfert de chaleur.
Dans d'autres blocs de construction, la résistance au transfert de chaleur élevée réside dans la structure poreuse. Ceci peut être réalisé par différentes méthodes. Dans les blocs de béton cellulaire en béton cellulaire, une structure poreuse se forme suite à une réaction chimique. Une autre méthode consiste à ajouter un matériau poreux au mélange de ciment. Il est utilisé dans la fabrication de béton de polystyrène et de blocs de béton d'argile expansée.
Les nuances d'utilisation de l'isolation
Si la résistance de la paroi au transfert de chaleur n’est pas suffisante pour une région donnée, vous pouvez utiliser des appareils de chauffage. En règle générale, l'isolation des murs se fait de l'extérieur, mais si nécessaire, elle peut également être utilisée à l'intérieur des murs porteurs.
À ce jour, il existe de nombreux appareils de chauffage, parmi lesquels les plus populaires sont:
- Laine minérale.
- Mousse de polyuréthane.
- Styromousse.
- Mousse de polystyrène extrudé.
- Verre mousse, etc.
Tous ont un très faible coefficient de conductivité thermique. Par conséquent, une épaisseur de 5 à 10 mm est généralement suffisante pour l'isolation de la plupart des murs. Mais, dans le même temps, il convient de prendre en compte un facteur tel que la perméabilité à la vapeur de l'isolant et du matériau du mur. Selon les règles, cet indicateur devrait augmenter vers l'extérieur. Par conséquent, l'isolation des murs en béton cellulaire ou en béton cellulaire n'est possible qu'avec de la laine minérale. D'autres appareils de chauffage peuvent être utilisés pour de tels murs si un espace de ventilation spécial est ménagé entre le mur et l'appareil de chauffage.
Conclusion
La résistance thermique des matériaux est un facteur important à prendre en compte lors de la construction. Mais en règle générale, plus le matériau du mur est chaud, plus sa densité et sa résistance à la compression sont faibles. Cela devrait être considéré lors de la planification d'une maison.
