Travaux dirigés thermique du bâtiment UNZ 2021-2022
Dr B. OUEDRAOGO
Exercice 1
Exercice 2
On souhaite maintenir constant la température d’une pièce à Ti = 20°C. La résistance thermique
des 4 murs et du sol est Rth1 = 10-2K.W-1. Celle du plafond et des tuiles est Rth2 = 2. 10-3K.W-1. La
température externe est Te = 10°C. On se place en régime stationnaire.
1. Calculer la puissance thermique P à apporter à la pièce pour maintenir constante la
température.
2. On améliore l’isolation thermique en rajoutant une plaque de matériau isolant entre le
plafond et le tuiles. Calculer la résistance thermique de ce matériau afin de réaliser une
économie de 50% sur la puissance thermique P
Exercice 3
Une façade d’un appartement, faisant partie d’un immeuble, est constituée, par moitié, par un
mur et par une partie vitrée. Toutes les faces de cet appartement sont contiguës avec des
appartements voisins. L’ensemble forme un local parallélépipédique (12m x 8m x 2,8m). On
supposera que tous les appartements sont chauffés à la même température T pour une température
extérieure
. Les coefficients globaux d’échange sont : pour le mur de façade, pour le
vitrage, et le sol, pour les autres façades. Ces coefficients globaux
intègrent la conductivité des matériaux de paroi ainsi que les conditions d’échange convectif de
part et d’autre de la paroi. A partir du schéma électrique équivalent, on demande :
1) L’expression littérale du flux de chaleur à fournir à l’appartement pour maintenir sa
température T constante
2) La température d’équilibre de cet appartement lorsqu’il n’est pas chauffé contrairement à
ceux qui l’entourent.
Exercice 4
Estimer la quantité d'eau perdue par jour par un être humain ayant une activité normale (environ
120 W) dans le Sahara à une température de 37 °C à l'ombre d'un parasol. La chaleur latente
5C
0.7 ACH
22C
AIR
An electrically heated house maintained at 22°C experiences infiltration losses at a
rate of 0.7 ACH (air changes per hour). The amount of energy loss from the house due
to infiltration per day and its cost are to be determined. The specific heat of air at room
temperature is
Cp
= 1.007 kJ/kg.C. Unit cost of Energy 0.082 $/kWh. House height 3m,
floor space 200m2
Assumptions 1 Air as an ideal gas with a constant specific heats at room temperature.
2 The volume occupied by the furniture and other belongings is negligible. 3 The house
is maintained at a constant temperature and pressure at all times. 4 The infiltrating air
exfiltrates at the indoors temperature of 22°C.
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Dr B. OUEDRAOGO
d'évaporation de l'eau est 2,5 MJ/kg.
Exercice 5
Estimer le coefficient de transmission thermique U moyen d'une fenêtre à 2
vantaux, comportant un vitrage double sélectif 4/12/4 mm.
Dimensions hors tout: largeur 120 cm, hauteur 150 cm
Largeur du cadre en bois : 7 cm, épaisseur 68 mm
Exercice 6
Calculer la puissance nécessaire pour chauffer un débit d'air de 10 m³/h (débit minimum
convenable pour une personne) de 0 à 20°C. Calculer l'énergie nécessaire pour maintenir l'air
intérieur à 20°C, toujours avec le même débit, pendant la période fraiche (température extérieure
moyenne 4 °C, durée 7 mois).
Exercice 7
Calculer le bilan thermique d'une pièce située au milieu de la façade sud d'un immeuble
lausannois. La paroi de 5 m sur 3 a un coefficient de transmission thermique de 0.4 W/m²K dans
sa partie opaque et comporte deux vitrages isolants doubles sélectifs avec cadre en bois de 1.5 m
sur 2. La pièce est un bureau de 60 m3 occupé par une personne pendant 8 heures par jour. Cette
personne utilise un ordinateur consommant 300 W. La saison de chauffage dure 203 jours, à une
température extérieure moyenne de 3.9 °C et celle interne est 20°C. La façade sud reçoit, pendant
cette saison, 1630 MJ/m². Caractéristique du vitrage isolant double sélectif: U = 1.6 W/m²K, g =
0.6. Pourcentage de cadre: 20 % de la surface de la fenêtre, transmission thermique du cadre: 2
W/m²K. Faire une hypothèse raisonnable pour le taux de renouvellement d'air. Une personne en
activité libère 120 W, pour une personne il faut au minimum 17 l/s.
1
/
2
100%
