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Ref aer ISSN 0701-5224 TBL 1127 4
no. 20E
NOTE . D ' ,I : INFORMATION -
SUR LA CONSTRUCTION
mA%rsr- ESTIMATION DES ~ C O W ~ E S D ~ ~ N E R G I X DUES 2 L'A~&LIOEATION Dl3 L' ISOMTION DES MAISONS
Pa=
R.L. QuZrouette et E.C. Scheuneman
Division des recherche8 en Mtiment, N S ~ . Conseil national de recherche8 Canada -
L I B R A R Y
82- 10- 0 5
11863 ~ ~ B L I U T H S Q U E k h . 88tim. --.- -
Ottawa, septembre 1982
Preface
La pr6sente publicatio~ d6crTt une d t h o d e qtd penwit d'estimer les iEconomies d'gnergie dues a l ' d ~ i o r a t i a n de ltisoTation beo maisons. La mgthoda u t i l i s e le coat du chauffage de ltann$e prgcgdente e t vise les maisous eldstantes ; elle nrest p,a8 d e s t i d e Zi &re utflisee dans la conception des nouvelles maism. Certains tableaux et certains facteura pwrront dtre ravish lorsque plus de rensefgnements seront disponibles. Les comntentairts aunt les bie,nueaus.
Introduction
Formules servant 3 dgterminer les Bconomies minimlee et maxinales (S1 et S2)
Formirles servant B dkterminer leis &conodes probables (S ) a) T o t a l S2< FB P
b) Tota l S2> FB
Tableaux des Bconomies d'gnergie Coat de chauffage de l'espace habitE - FB Les valeurs Q (flux thermique) DJR (degrh-jours rEels) Facteurs dus au s y s t h de chauffage
1) KI (Cobt uuitairedel'Saergie) ii) 5 (Capacits calorifique du type df6nergie) iii) K3 (Rendemeat saisannier de l'installation de
chauf f age) S b i t de renouvellement d'air (EA/b) Coat et recowrent
Exemple 1 - Doodes de base, calcule et d l f o r a t i a n nu 1
Exemple 4 - Sduc t ion du renouvellement d'air par ude d l f o r a t f o n de 1' isolation
Conclusion
Appendice A Tables de conversion entre les s y s t k dtriqw et auglo-saxon
Tableau A-1. Conversion au s y s t h e anglo-saxon Tableau A-2. Conversim au syst-e dtrique
Tableau B-1. Rdsistance thermique des mat6riaug de construction courant8
Tableau B-2. Valeurs pravisoirea des r&sistances t h e d q u e s pour les conetmctions sou6 le r~fveau du so l au Canada
Appendice C Fonts thermiguea dam les murs et les plafonds
Appendice D Degrgs-jaurs (DJ) et degrgs-j ours Sels (DJEI)
Appendice E Itendement saisonnier de l1 imta l la t ion de chauffage (5
E S T F I O N DBS ~ O B O M I B S D'~R~RGIE DWS a L1~LIOFtATIOP1 DE L1'ISOLATTOIV DRS WSONS
Pa=
R.L. mlrauette et 3.C. Scheunmaan
La prsseutc publication d6cri.t une dthode pour asttmer les 6 c o n d e s dues a I 'd l iorat ion de f 'isolation dam une maison existante et pour d8tedaer la pgriode de recouvr-nt de -sure@ particuliDres d'adlioration. La dtbode a St6 d€velappSe B partir des travaux entrepris par R.L. Qufrouette dans le cadre du a€minaire-atelier sur lnisolation des maisone existantes, prhent'e par la Mvlsfon dea recherche8 eu Wtiment (DRB) en 1978.
La f a ~ o n la plw courante d'bvaluer les dconomies d'gnergie dues a I'adlioration de llisolation est d'utiliser la dthode dite des "degrh- jours" (ILT). Cette &tho& n'utilise qu'un seul coefficient pour tedr compte des effets &I stockage themlque, des gains thedques provenant des activirds des occupants et dee apports solairea par les fedtres. C a m e Ice effets combin& de ces divers facteure pewent varier grandement, &me pour des maisons identiques, lee pri5vlsians de conswrmstion d t € ~ r g i e peuvent diffker, et, en fait, d i f f b e n t largemeat de La c o a s ~ t i o n r&lle. Les Bcanodes pr€vues par cette dthode sont donc aesez impr€cisesl
Une &tho& p l u s exacte consfete 3 combiner le coltt du chauffage de llaatl€e pr€c&lente e t une estimation des "degrh-Jours rgels" (DJR) pour calculer les valeurs minimales et maximles que peuvent f o u d r diff€rentes meaures de redorcement de L'isolation. Cornme les valeurs rh l l e s se situent entre I- minima et les maxima, on procede ensulte au calcul des "6conotoies probables" , quf f aeilite 1 ' analy se €conomique subs6quente.
L'utilisation de cette dthode eat prgsentbe en di5tail dans cette note ; la thEnrie fera Iqobjet d'une note d*idformation de recherche sur le batimeut, publii5e par la DEB. U u e autre publication fournira 3 l'utilisateur un programme destin'e 3 Stre a p p f i q d sur lee ordinateurs portatifs.
Les bconomies ninimales et maximales eont des limftea theoriques ffxee, bien qua la pr6cisian des estimations dspende de la pr€cision des donnses de base. Les formules suivantes sant valides dam les ay~t&es dtr ique et ariglwsaxon, aauf dana le cas de S2, d deux Squatlous diffbrentea oont donnges.
S1 = FB x (Q1 - 42) Total Q1
oa S, .I Qconde mintmale, en dollars, par saison de chauffe, pwr chapue Blhent d l f o r ' e du bat laeat ;
FB = facture de chauffage des locsux de lWann4e ptEci5dente ;
Q1 = flux thermique a travers chaque El&nent du Wtiment ;
Q2 = nouveaux flux t h e d q u e 3 travers chaque d l k n t du Mtfment, aprSs d l i o r a t i o n ; et:
T o t a l QI = e m de tous l e a Q1,
la formule suivante sert a calculer S2, 1'~conomie :
oa S2 = Sconomie madmale, en dollars, par eaisoa de chauffe ;
86 400 = nombre de secondea dans une journEe (pour dtabl i r la correspondance avec les Jmles/secon&) ;
24 = noabre d'heures dans une jmrnie (pour Stablir la correspondance avec les Btdheure) ;
K1 - cODt unitaire de lf6nergie, au &E taux que pour la facture de chauf fage FB ;
K2 = capacitg caloxifique par unit€ d'gnergfe ;
K3 = rendeneat saisonnier de l'iustallation de chauffage ;
Qi = flux thermique initial a travers chaque El€ment du bdltiment ; et
Q2 = nwveau flux themlque 3 travers chaqw h l h e n t du Mtiment aprss d l f a r a t i o a
Les utilFsateurs qui d€airent cstimer les bconodes probables dofvent effectuer un c a l d additionnel. Deux forrmles permettent dl€valuer llbconomie probable, quf se aitue antre lee Economies m i n h l e s et -males. Cet te technique comstitue un aouveau traitmeat thhrique et efle e s t sujette 3 &re modif i* aprh avoir St€ a ise 3 lt&preuwe.
a) T o t a l S2 < FB
Lorsque le t o t a l des €conodes maximales (sonme des S2) @st infgrieur ou 6gal au coft du chauffage de l ' a d e prCcddeate (P~), utiliser la formule
pour calculer I*€coaoaie probable (S ) de l l E l h e n t en question. P
b) S2 > PB
Lorsque le total des S2 est plue grand que FB, il y a deux f q o n s de prodder :
f) S I toutes les options d'amClioration eont retenues, utiliser la forrade
et ne pas calculer les S individuelles, car nws ne s~mmes inti5ressGs que P par les B c o n d e a dues 3 une d l i o r a t i o n globale de l'fsolstioa.
ii) Si seulentent certaines options dVa&lioration sont retenues, ealcder 1e nmveau S, total pour les options reternre8 et comparer cet te nouvelle
L.
valeur B FB.
Si T o t a l S2 < PB, utiliser la formule (a) ci-dcssus, Si Total S2 > Fg, utiliser la formule (i) ci-dessus.
Remarque : la condition de la section (b), T o t a l S2 > BB, ne se prihente pas ~ouvent. Elle peut cependant: eurvenir dam le cas de la riSnovation dtun batiment dont lea gains de chalmr internes ct gratuits sont Uev& par rapport aux pertes tota les de chaleur. Les bgtiments trZs isol€e au ceux qui utifisent le chauffage solaire passif peuvent appaxtenir I cette catsgorie. Dea explications additionnelles aeront domi5es dans la publication coasacrk 3 l'aspect thhrique de la question,
Les tableaux 1A ct 1B gui aufvent ont St€ concus afin de fadliter la reprkentation dss wractZrfstiques de la malsoa Ils facilitent aussi
Born Qpe de raisoa Temp. int'erieure (T.) I Adrssae Volume chsuffb Degrss-jollrs IDJ) YiUe h v . Systsme d a chauffage Renouvel. d t 8 i r (RA/h)
Ghmf'iage de lqsau
C o t du cheuffaagc, FB = K2 = '4 = 54 =
9 10
Renouvellenent a '-8ii, Q=0,361 % V a l rNombrc
Nombre - Nombre
$2 Total u a) TOTAL S2 c FB -
Sp = s1 * .0,75 (s2 - gll
= Ex = Ix - 5 - = 'a3wbjnrrqs ng $go2
nsa , t: ap a 9 s j j n ~ ~
(WW) ~ ~ ' 8 ~ 8 *la~nouaa e3wjjn8ys ag aqqs& A O J ~ aTKTA
(fa) sznof-sgaaa ~ J J ~ Q Y ~ a ~ r a h assaqv
{Iz) amal~pquy -dmaz u o s p ~ ap a m =ON
l'analyse des donnks et des rEsultats pour lri5valuation de la con~omnation Snerg6tique. Un des tableaux sert aux calculs en unit& dtriques (SI) et Itautre aux calculs en unit& anglo-eaxonnes. Aprb avoir expliqu'e de f q o n g6nErale les tableaux et les termes qui camposent les formules destinses au calcul de S et S2, nous pr'esenterons un exemple de calcul et d'analyse pour une maison aonda. Les calmls sont ef fectuh en uttith dtriques. Lrappendice A contient les tables de conversion des deux s y s t h e s dtunitSs.
CoGt du chauffa~e de l'espace habitE - Fs Ce coGt e s t dgterming d'aprks fcs facteurs de chauffage dlune
ann'ee compfSte, commeqant ggngralement au printenps ou l'autwtne- h a s les cas 03, le mEme type d'inergie sert au chauffage des locaux, au chauffage d e l t eau et aux appareils dnagers, il faut soustraire les coats non imputabfes au chauffage des locaux. Ceci s'efftctue en prenant la moyenae des factures mensuelles dtEnergie durant les mois 03 l t o n ae chauffe pas les locaux Chabttuellement de juin 3 septembre), en ntult ipl iant c e t t e moyenne p a r 12 et en sou8 txayant la valeur ainai obtenue de la facture annuelle.
L e s valeurs Q (flux thcrmique)
Le f lux t h e d q u e est la quantits de chaleur passant au travers d'un 6 l h e n t d'ua batiment par unit6 de temps et par degrg de di f fsrence de temphrature. La formule suivante dgfinit le flux thermique et en pemet le calcul :
ou A = la superf icie de lt6l&ent, et R = la rgsistance rhermique de l'glknt.
A er El doivent &re mesur6s ou calculiEs avant de procsder au cafcul de Q,
Le f l u x (perre) t h e d q u e dG au renouvellement d'air se calcule par la formule
Q = 0,361 x RA/h x Vol
oii RA/h = nombre de renouvellements d'air par heure (expliqug plus loin), et
V o l = volume d'air contenu dans Itenceinte chauffk de la maison.
Les superficies sont mesur6es e t calcul€es 3 partir des dimensions ext'erieures de la maison. La superficic des ouvertures des portes et des
f enstrcs es t calculEe d l a p r b f es dimensf ons hors-tout ( b l k a t plus cadre),
if) R, - (valwr de rhistance thermique )
Pour determiner les r6sistances thermiques nadnales des 6fihents d'un Mtiment, te l s les mrs, les p la fwds et les fenstree, $1 faut additionner les rgsiatances themlques de cham dea matgriaux caastitutifs ( y compris des p e l l i e u l e s d'air intikieures et ext€rieures). Le tableau B-1 (appendice B) donne une l i e t e des r6sistances thermiques dee matgriaux de construction e t des pe l l i cu l e s dt air.
L s s conetructions s w s le niveau de s o l , tels les sous-sols, requisrent un traiterrrefit sp&Ial. L'appendice B explique le mode de d l w l et: le tableau B-2 donne les valeurs R pour des canstructions typlques.
Afin de rendre plus precis les calculs des valeurs R, il faut tenir c a q t e de lfeffet des "pouts thermniques", dgcrft B l'appendice C.
DJR (degrgs-j ours r6els )
I+a prgsente mEthode utilise les DJR (dew&-jours rgels) pour calmler les Sconodes. Le DJR eet une mesure de la d i f f Erence r&lle eatre La tentpiZtature 3 I'intiZrteur de la maison (T~) et la tempgramre extiirieure. 11 d i f f e r e du degrg-jour en ce qu'fl est c a l d 4 B partfr d'une tmpiZrature int*ieure de base de 18°C (65-F). L1appendice D explique le DJR et en donne re mode de caf cul.
Facteuxs dus 3 l'appareil de chauffage
La d6terminatfon des Q c a d e s mximales, S2, doit tenir compte de certain6 facteurs propres au s y s t k d~ chauffage. Ies facteurs quf caractirisent le rendement d'une fnstal lat im de chauffage sont le prix de IgEnergle (K1), la capkcit5 calorifique du type d'dnergie (KZ) et le r e n d e e s t saiswnier de 1' installation (K3).
Cette canstante est le prsx unitaire de lm6nergie exprim6 en dollars, qui devrait &re le & m e que celui qui apparalt sur fes factures de chauffage. Les unit& de coat sont narmalemnt les suivantes :
Mazout (dames tique) +z nature1 Electricit&
ii) Capacite calorifique du type d'hergie - K, lk tableau 1 donne les capacit8s calorifiques das differentea
sources dt6nexgie. On doft noter qumil faut uti l iser le m h e systhe dtuniti5s pour Kl et K;t. Par e~mpfe, si on uti l ise des $/litre pwr K1, il faut alors employer des Jllitre pour K2.
SI (en Joules) S y s t h anglo-saxw (en ~ t u )
38 757 000 par litre 37 300 000 par d 3 600 000 par k*
167 000 par gal lon 1 000 par pi3 3 413 par kWh
iii) andement saisonnier de l'appareil de chauffage - Kq C t e s t le facteur qui dgtermine la quaatit€ de chaleur utfle
fournie a la maison par I'Energle achet'ee durant la safsan de chauffe. Une explication plus dbtaf l l6e est domi5e $ l'appendice E.
Dhbit de renouveUement d'air (renouvellement dVair/heure - KA/h)
L'estimation du &bit de renouvellement d'air est cumpliqu€e parce u'elle demande une analyse des effets du vent et des pressions caus'ees par reffet de chednge sur les fuitee d'air. @me cette analyse est parfofs
simpliste, car les activitgs courantes co- l'ouverture et la fermeture des portes et des fenikrta, le Eonctiannement des foyers, des apparefls dnagers 3 combnstible et des ventilateurs font varier sensiblement la confLguration e t le dEbit des fuites,
11 est ggdralement a d d s qu'fl e d s t t un l ien, dtrrant la aaison d e chauffe, entre I'hmidit'e relative de l'intgrieur ct la transparence a l'air des p e t i t e s maisoas qui sont habitges er d aumn apparail dthumidificatio~ n'tst uti l i s5 . Si on ne peut obtenir les taux d'humtdltg, on utilisera cornme "meilleure approdmation" une valeur de 1,00 pour le terare RAIh.
Pour les anis de janvier et de fgvrier, il est possible d'stablir la corrElation suivante entre l'humidftg <ER) intgrieure et le dgbit de renouvellement d'air :
- meeturge ou indiquge par ltsss2cherpent du nez et de la gorge des occupants w par les dgcharges d ' . i i l ec t t i c i t& statique, indique un d6bit de renwvellemeat d ' a i r de 1,50/h ou plus ;
- mesurHg;,e ou fndiquBe par une 1QgSre condensation sur les fedtres B double dtrage, indique un debit de renouvellmnent dTair de 0,75/h ;
- 35% HR et plus , mesuree ou indiquge par le givre qui demure sur les feneres pour de l o m e s pgriodes et par Itapparition de moisissure eur 1 es materiaux organiques, indique un dgbit de rei&vellwnent d'air de 0,251h ou m o i n s . (C'est p a d o i s le cas dam cartdnes maisom chauff*s ' IIQlectricitB, car l'absence de chein6e les rend plus 6tancMs que les maisons chauf f k s au combustible, )
Puisque l'esthation du d€bit dc renouvell-nt d'air e s t imprbcise, il est: prbfErable d'estimer un d€blt f a i b l e et un &bit blevi5, afin drobtenir une plage de valwrs. Cette plage se calcule en retranchant et en ajwtant SOX 5 la valeur reteaue ci-deesus. Cecl donne une marge d'erreur ralsonnerble at peut servir 3 6valuer l'effet du dEbit de renouvellement drair sur les Sconomies pr€vues.
On obtient adnsf les plages de valeurs suivantes :
La coat de chaque mesure d v d l i o r a t i o n peut varier cons%d6rablmmznt, selon la persanne q u i effcctue les travaux (propri&aire ou entrepreneur). En outre, le coat de certains matbrisux peut btre substaneiellement r a u i t gr&e 3 dee progr-s dtaide gouverneeentaux.
Le c a l d simplifig de la pgriode de recouvrement, par la formtile
suppose que la hausse des prix de 1'6ncrgit suit un coure parallale B la hausse des taux d'int€rSt sur I'bpargne. Toute r6duction importants des coats, comme au paragraphe pr€&dent, r€sulterdt en des p€riodes de recouvr-nt p l u s cartes.
Emplacement : Type de daafsori : Volume chauffili : Chauffage de ;lmeau : SystSme de chauff age : Coat de chauf fage, FB : Coat unltaire de
lr&ie.rg5e, K1 :
Ottawa maison unifadl iale a deux &ages 481,4 I$
Uectricitb air chaud pule€, maewt $1 239 [pmr 5 682 litres)
itape 1 - D o d e s de b m e sur la maison
- Lea dondes de base ciaessus s m t inscrftes au haut du tableau .2 (page prscaente).
*Les e x e q l e s sont en unit* d t r i q u s s (SI).
G
10
'11 ' Ranouvellement 8 air, I,a 134 4 = 6- 3'61 M Vol * Nmke .cEf,6mbre Ibnibrc
*L2 Total, $0 3 A
= F w Ql-% s1 B - TOTAL % a) TOTAL s2 ( FB % = s,+ a,75 (8, - s,,
m = W + - ur x = L ( L ~ L ( + I z I - J ~ ) ~ I L I = ~ ~ + ; ~ S2 = 86 400 1 m x 5 r (91 - 92) b) TOT& B2 F~
Ka " T ~ N , S, . TOT*G 31' 0.71 (FB.r.TOT& BI.)
- La section relative au climat et au renouwellement d'air, au haut du tableau 2 , est reuplie comme suit :
- Ti = 2I0C. - IN pour O t t a v a = 4 6 7 4 . - 1,00/h a B t 6 retenu come facteur de r e n u u v e l l ~ n t d9air/heure, en l'absence d'ude information plus prbcise.
- 5 = 38 757 000, d q a p r h le tableau 1. - K3 = O,S5 en 1' absence da dann'ees prkises (voir l* appendice El.
- Dresser une liste de tous les 4 l k n t s de l'enveloppe du batimeat : plafoads, mum d'ossature de bois, salivea de bordure, mrs du sous-sol au-dessus du niveau du sol Ca.n.) et au-dessous (s-n.), plancher du sous-sol, fenstres, partes ext€rieures.
- La superficie de chaque E l b n t est inscrlte B la colonne A du tableau 2. On ne d o i t pas oublier de soustraire fa supet f ic ie des portes et des fanztres de la superficie brute dee mrs, d i n drobtenir leur superficie aette.
- Chaqua 61Pment aEu b3timent posssde une valeur R. Calculer les valeurs R des d i f f'erents mt'erf aux 3 partir du tableau B-1 ( a p p e d c e B) et additioaner ces valwrs pour obtenir la valeur R de l ' b l h n t .
- Pour les mrs du sous-sol sous 1e niveau du sol et pour le plancher du sws-sol, utll iser le tableau 3-2 (appendice B).
- Les portes exti5rieuxes en bois massif mnies d'une contre-porte ont une valeur R de 0,70.
- On fnserit les valeurs R dans la colonne R1 du tableau 2.
- Le nombre de c e n o u v e l l ~ n t s d'air par heure (RA/h) est iascrit dans la case 11 de la colonne Rl.
- Les entrges de la colonne Q1 eont obtenues en dlvisant chaque A par la valeur Rl correspondante.
- La valeur QI associSe au xenouvellement dvair est calculbe 3 l'alde de la formile
- Les valeurn Ql sont arrondies 2 Inunit€ voisine.
- On obtiant la valeur Q1 totale ( to ta l Q1) en additionnant Les QL indlviduels . Ce rEsultat e s t ensuite inscrit dam la case T o t a l d e la CO~O-e Q1*
&ape 6 - Choix des options dmamElioratian
LTexamen des chiffres inscrits dam la colonne Q1 rEv61e l'importance relative & chaque g l h e n t du bstimeat 2 lg6gard des pertes de chaleur (QF). Plus le uombre est iXevi5, plus la perte de chaleur e s t importante. Dans 1e @sent exemple, c'est le r e a o u v e l l ~ a t d'air qui contribue le plus a la dGperditfon, suiwi par lea mrs a ossatuxe, les mrs du sws-sol se trouvant au-dessus et sous le niveau du 801, les fenikres, fe p l a f w d , les solives de bordure, le plancher du sous-sol et l e ~ porces. bes efforts d'adl iorat ion sont ggngralement concentr& sur les endrozts w sur les i5lEments provuquant la plus grande perte de chaleur, car fls permettront la plus grande 6conam;Le. Parf oie, 1' adlioration e s t plus facile dans- les endroits responsables des plus faibles pertes de chaleur. 11 y a aussi d'autres facteurs 3 consid8rer, dont la f a i s a b i l i t s de tefle ou telle am6liotation.
Puisque le but de fa prgsente note est d'aider a estimr les hconodes et la pgriode de recouvrement pour diffhentes options d T d l i o r a t i o n , les adliorations suivantes ont Et6 6valuges :
Hurs o~sacurhs, de R1 .= 1,76 B R2 = 2,29 - coat {C) : $1 100
Murs du sous-sol, a-n., de Rl - 0,26 B R2 =
oiit (C) : $900
Murs du sous-sol, s.n., de R1 - 0.8 a R2 - 3,2 )
;tape 7 - Coat (C) et valeur RP
- Les valwrs R2 obtenuea a l'stape 6 sont lea valeurs R combides d e la valeur R originale plus la valeur R de I ' i s o h n t ajwtl. Les nouvelles valeurs sont inscrites daw la colome R2 du tableau 2. Les cases restantes d e w r e n t vfdes. On Qtiqueteta cette section "Adlioration no l", afin dt&viter t m t e confusion avec des calculs diffkents qui pwrraient 2rre f&ts pour la &me maison.
- L e s valeurs C de leetape 7 sont inscrites dans les cases a p p r o p r i k s de la colonne C, dam la section "AmElforation no l", et ces diffgrentes valeurs sont additiomges pour obtedr la valeur C totale.
- La valeur Q2 associ6e 3 chaque valeur R2 du tableau 2 c s t calculCe en divfsant chaque valeur A pax la valeur R2 correspondante. La valear dnsi obtertue est axrondie B lPunit& la plus proche.
- Les hconomtes minimales, Sl, sont calcu1Ces pour chaque compasant mention& dam le tableau 2 ayant fait l'objet d'am45lforation 3 lwaide de la forrmle :
Sl " FB x (PI - Q2.1 Total Ql
- U s diffsrentes Sconodes SI sont additionu&s e t le rEeultat est inscrir dans la case Tota l de la colonne S
- Les 6conomies maximalea, S2, sont ealculi5es pour chaque 6 1 h n t mentimag au tableau 2 qui a fait l'objet d'a&liorations, grace 3 la f o r m l e :
Hous connafssons les valeurs de tous fes termes apparaissant dans cette fornule, sauf celles des D3g. La valeur de DJIC se calcule coatme suit :
oi3 b = 161 selm la figure D-1 (appendice D). Cette valeur est fnscrite au tableau 2 (au bas de la page, a gauche).
- Cornme 1 'expression 86 400 x IMR x Kl demeure la rn8!me pour
a2 mutes les maisow ayant le type de chauffage, 11 convfenr de calculer cette constante une fois pour toutes :
Cette valeur e s t ensuite ins&& dam la formule pour le calm1 de S2, dam le tableau 2 (art bas de la page, 3 gauche).
La formule simplifiGe, S2 = 4,557 x (Q1 - Q2), peut donc atre utilisge pour calculer les diffgmeatea valeura S2.
- Les valeurs S2 sont calculges pour lea Q2 apr8s a&fiora&ion.
- L a valeurs S2 s m t additionnSes et le r6sultat e s t inscrft dans la rang& Total.
Etape 11 - CalcuZ des 6conomies probables - S, Pufsque la valeur totale S2 est $693, ce qui est infiirieur 2 la
valeur F de $1 239 (soft S2 c F B ) on utilise la formule (a) pour cafculer 4 les differentes valeurs S P -
- Calculer les valeurs S pour les valeurs Q2 correspondantes.
- Additionner ces valeurs pour obtenir la valeur S totale. P
gtape 12 - Calcul du recouvranent - C I S
Selon la pgr iode de recouvrement d6slrEe (minimale, maximale ou probable), on peut ut i l i scr ltune ou lfautre dea valeurs S1, S2, ou S pour calculer cet ta pEriode. Dans Le cas de l'exemple du tableau 2, nous P
emploierons S P '
Les pgriodes de recouvrement s'obtiennent, pour chaque adl iorat ion apport'ee 3 un ElEment, en divisant le co3t de l t a d l i o r a t i o n (C) par 1'6conomic probable,
S~~ rialis& pour cet LlLment (A = C/Sp). On
notera que le recouvrement e s t c a b i n 6 dans le cas des mrs du sous-sol se trwvant au-dessus e t au dessous du niveau du sol, car l'estimation de $900 vaut pour toute la surface de ces murs.
- La p6riode totale de recouvrement est obtenue en divisant le coiit t o t a l de lt adlioration par les €conodes probables totales.
etape 13 - Calcul des pErides de recouvrement minimdes/maxfmal es
Afin d'illustrer davantage la dthode, calculons fcs pgriodes de recouvremat minimales et =ximales pour chaque Q2 (Rg).
Plaf ond
Murs
Murs du sons-sol (a.n. et s .n.1
T o t a l
Pgriode de recouvrement Pgriode de recouvrement (C/SI 1, ann6es
Cette exemple i l l u s t r e les Gconomies et la p€riode de recouvrement prgvues pour le renforcement de ltfsolation de dif f i irents S l h e n t s . Les
aura ont QtZ5 omis, car 1'amElioratiaa no 1 avait: p e d s le remplissage du reste (36 nrm) de la cavit4 (100 -1, de sorte que des valeurs R plus glevges ne peuvent Stre obtenues.
Plafond, de R1 = 2,11 R2 = 10,57, coot (C) : $700
Murs du sous-sol, a.n., de R1 = 0,26 S R2 = 3.70 I coat (C) : $1 100 Murs du sous-sol, s.n., de ILL = 0,80 a E2 = 3,90
- Les valeurs R2 e t C eont fnscrites dam les colonnes et les ranees approprfEes de la section "Adliorstion no 2" (vclir le tableau 3).
tes valwrs Q2, S1, S q et S sont calculees et inscrites dam les cases appropriges de la sacticm " ~ 1 f o r a t i o n no 2" du tableau 3.
- La pgrlode de recouvrement e s t calculke en choisissant lrQconode d g s i r k , S1, S2 ou S . Pour le ptssent exemple, sous utilisons encore S , ee qui donne une p&$ode de 6,9 am pour 1s plafond, de 2.3 kne
P pour les murs & sws-sol et 3 , l pour cee deux E l h n t s pxis ensemble (voir le tableau 3). Ces pi5rfodes de recouvrement sont raieoanablement courtes.
Ces rgsultats peuvent ensuite dtre compargs B ceux de 1 1 d 2 0 r a t i o n a* 1 (tableau 2) pour d6cider & niveau d'isolation.
Nous utff isons la &me -ison qure dans l'exenrple 1 pour fllustrer lv effet du di5bit de renuuvellersent d'air. X a valeur de 1,00/h de l'exeqle no 1 e s t augment& et diminuge de 50% a f i n d'obtenir lliZventail m i d m u m / m a d n u n de 0,50 3 1,5O- k s &mes d o n 6 6 de base et les &LIES valeurs R
lVautre pour un dgbit fa ib le (tableau 5 ) . t servent aux deux ensembles de calcnls, I'un pour un d a i t Elcvb (tableau ),
La coaparafson dts r6sultats des tableaux 4 eE 5 muntre que les Qconomies obtermes pour l a a d l f dration nb 1 se situent dans les plages suivantes.
Renouvellemnt d ' air/heur e
Plafand Murs a ossature de bois Murs du sous-sol, a.n. Murs du sous-sol, s .n .
T o t a l
Ces rgsultats indiquent que la plage de d6bit de rtnouvellement d'air r h u l c e en une mrge de 412 pour les valeurs S1. Xl n'y a aucune diff&ence pour S p , et S est modZfi6 de 5%. Une analyse de l'am6lioration no 2 de l'exemple 2 (Fableau 3) dontierait des pourcentages identiques.
La mgthode la p l u s rentable pour amgliorer la consommation dri5nergie coasiste souvent 2 assurer L16tanch'eitS d'une mafsou par la p o s e de'coupe-bise, par le calfeutrage ou par dtauttes moyens qui permettent de rmuire les fu i te s d'air et, a i n s i , le d e b i t dc renouvellement d'air. I1 est cepcndaut d i f f i c i l e de mesurer ou de dkterminer la diminution du renouvellement d'air. C'est pourquof l'exemple suivant constitue davantage une indication d'une garantie d t s Economies poss ibles .
11 est poss ib le , pour une maison "transparentem 5 ltair, dont le di5bit de renouvellement d ' a i r atteint 1,50/h, de rwuire cette valeur de 50% en la rendant p l u s btanche.
Retournons 3 la maison dc I'exeple 1 (tableau 2 ) et supposons que la valeur R A / ~ initiale (R1) est de 1,50 et la valeur apr8s amElioration (RZ) est d e 0 , 7 5 .
LE tableau 6 prgsente l e a donndes et les calculs qui donnent les valeurs suivantes :
Ainsi, des Econodes importantes sont rbl i sables .
CONCLUSION
Nous avons prSsent6 une miithode qui permet d'estimer les Gconomies d'gnergie realisables grke 2 ltat&lioration de I'isolation des maisons, Des 6conomfes suppl5mentaires seraient possibles pour une maison 6quipEe d'un s y s t h de refroidissment ou de climatisation. Bfen que les 6conodes minimales (S1) et maximales (S2 ) soient correctes en thdorie, les Economies rgelles peuvent en diff'erer consfd6rablement, car S1 dspend des valeurs
retenues Pour Q1 <ou R1 et Q2 (nu %), alors que S2 dEpend en plus des DJB (ou Ti) e t de K3.
P a d les facteurs qui Influent sur ces te-s, mentionnorm :.
Q1 et Q2 (R1 et R2) - Le fait de ne pas tenir compte de l'effet de9 pdnts
themiques dam le calcul des valeurs R peu: r6sulter en des valeurs S1, S 2 et S beaucoup plus blev6es que les valeurs rselles.
P
DJR h Ti) - Le calcul de S2 Mpend de la pr6cision du terme DJR, lequel - dgpend 3 son tour de la variable TI. Certaines maism, partiali3rement les plus anciennes, pewent avoir des tempgratures intiirieures (TI) -ins 6lev6es que celles qui s w t utiliages dans Tes calculs, 3 cause des fortes pertes de chaleur et d'un chauffage non unfforme. Ceci rhsulte en des valeurs de S 2 et de S trop Qlev6es. P
K - Le calcul de S d€pend du rendeeat saisonnfer de l'installatioo de -3 2 chauffage, et on suppose qu'il demwre fe m 8 e apres l ' d l f o r a t i o n de 1' isolation.
Si l ' m ~ l i o r a t i o n de l'isolation provoque une a w n t a t i o n du rapport de la capacit& calorifique du s y s t h de chauffage aux pertes de chaleur du bsrioent (K3 dhuinue), les economies rgelles peurent dgcroitre ou ;&e &re annulbee. I1 e s t done t r k important de r€duire la putssance du s y s t b ~ de chauff age au besoin.
L e s auteurs dgsixent remercier C.J. Shirtliffc pour ses riombreux cofiseil& et pour les discusaioas stimlantes qu'ils out eues avec l u i au cours de la mise au point de cette dthode.
TABLES DE COMVERSION mRI3 LEG S Y S ~ S &IQW ET ANGLO-SAXON
TABU A1 - CONVEBSION AU S Y S T ~ ANGLO-SAXON
Superficie
Volume
4 1 J = 9,48 x 10- Btu 1 Id = 0,948 Btu
Valeur R 1 II? "cIW - 5,678 h p ~ 2 " F I B ~ U (Esis tance t'herdque)
Valeur R par unit6 d'bpaisseur 1 RSI/mm = 144,2 ~ / p o
TABLE A2 - CONVEIBSION AU S Y S ~ & T R I Q ~
Volume 1 l i tre = 0,001 d 1 gallon a 4 3 5 litres
1 = 0,0283 m3
Valeur B par unit& dYEpaisseur
Us3stance thermique
I* Gpaisseur I' bp&asaur mentionnh men t i o d e
Matelas en f ibre de verre 0,022 Matelas en l a ine mingrale 0,023 Fibre de verre en vrac (inject&) 0,015 Fibre de verre en vrac (Epandue) 0,021 L a i n e rainsrale en vrac (injectge) 0,019 k i n e minkale en vrac (&pandue) 0,021 Fibre cellulos ique (tnj eet6e) 0,025 Fibre cellulosique (Epandue) 0,024 Mica errpans6 (vermiculite, zonallte, et c, ) 0,016
PalystyrSne en vrac 0,020 Polystgrke expans6 (r&gide) 0,027 PolystyrSne extrudg (rigide) 0,035 Polyurethane (rigide) 0,042 Polyurgthane (expans6 sur place) 0,042 IlevStement en fibre de verre 0,031 Mousse dtur6e-form1 (expansee sur place apres cure) 0,018
Fibre de bois 0,023 Copeaux de bois Q,017 LiSge 0,026 Panneau de toit en f ibre de verre 0,028 Panneau en granulats mini5raux 0,OlS Panneau en paille conpride 0,014 Panneau de f i b r e 0,019
Bole tendre (sauf ci3dre) 0,0087 - Bil les et bois de cMre 0,0092 --- Bgton
2400 kg/m3 (150 ~ b / ~ i ~ ) 0,00045 - 1760 kg/m3 (110 ~ b / ~ i ~ ) 0,0013 --
480 kg/m3 (30 lbIpi3) 0,0069 --- *Manuel sur : l'isolatian th9miqoe des maisons pbur La conservation de llEnergie, E. Scheuneman, S. Moffat e t M. Adelaar, Offfce des ntrrmes g8ni5ralea du Canada, OHGC F 51-GP-42W, Ottawa, juillet 1980.
TABLEAU a1 - &SISTANCE TFERMIQUE DE QUELQUES ~ T E R I A U X DE CONSTRUCTION COURBNTS (suite)
Cornpasant ou i tgr iau
Matgriaux de charpenre (suite)
SI - lo-saxon R/mm Pour
1'6paiaseur 1' Gpaisseur meationnEe ~ n t i onn&
Bloc de bston (3 3 noyaux ovales) Sables e t granulats de gravier
loo mm (4") - 0,12 --- 200 mm (8") - 0,20 --- 300 mm (12") -- 0,22 ---
Granulats de remplfssage 100 mm ( 4 " ) 0,20 200 mm (8") 0,30 -- 300 mn (12") 0,33 --
Granula ts lggers 100 mm (4") - 0,26 --- ZOO nsn ( 8 " ) - 0,35 - 300 mm (12") -- 0,40 --
Briques ordimires Argile, 100 mm ( 4 " ) - 0,07 -- Bbton, 100 ma ( 4 " ) - 0,05 -
Pierre (calcaire ou grh) 0,00060 -- 0,09 Acier 0,000022 - 0,0032 Aluminium 0,0000049 --- 0,0007 Verre (sans pellfcule d'air)
3 - 6 mm {1/8" - 114") -- -- Air - Lame dvair e n f e d (non-rEfl5-
chissant) Passage d 'a ir vers le haut
25 - 100 mm (1" - 4") Passage d'air vers le bas
25 - 100 mm (1" - 4 " ) Passage d'air 3 llhorizuntale
25 - 100 mm (1- - 4") Pell icule d'air
Pellimle ext Srieure (air en mouventent)
PelZimle intdrieure (air stable)
Horizontal, passage dma5r vers le haut
Pente de 45°, passage dt a ir vers le haat
TABWU BI - R~SISTANCE THE~MIQUE DE QUELQWS MATERIAUX DE CONSTRUCTION COURMTS (suite)
Composant w matsriau
Air (suite) -
SI - ,Angf 0-.S ax; :u a/= €'our R Po
lt€paisseur lm€paisseur mentionnk meatZonnSe
Vertical, p e s a g e d'air a 1' horizontale - 0,12
Horizontal, passage d'air Vera le bas --- 0,16
Pellicole du vide sous le c o l t - 0,08
C ouverture
Rouleaux d'asphaltt -- 0,03 Bardeaw dl asphalte - 0,08 Bardeaux da boia (bardearn de f ente de care) --- 0,17
Membrane mlticouche (roulih 3 chaud) - 0,06
Pierres concassQes (non s&cMes) 0,00055 --
ContreplaquE de bofs tendre 0,0087 -- 1,25 -- Panneau de partkules en
matelas 0,0087 --- 1,25 -- Panneau lsolaat en fibres 0,017 2,45 -- Panneau en plaques de platre 0,0062 -- 0,89 --- Rev6tement de papier 0,00040 -- 0,06 - P a p i e r vaparlfuge Kraf t
enduit d' asphalte n'egligeable -- nkligeable --- Pare-vapeur en poly6thylSne dgligeable - nggligeable -
Panneaux de fibres Panneau dur de denaft5 moyenne,
11 mm (7/16") --- Pameau dur de forte densite,
11 mm (7/16") -- Bardagc ea boss tendre 2 recauvre-
ment Ressaut vertical
1 8 % 184- ( 3 1 4 " ~ 7 114") - Bardage 3 c l in ,
12 x 184 mm (1/2" x 7 114") -- Bardage 3 clin,
18 x 235 ma (314" x 9 114")
Cornposant ou mat'eriau
SI - R/mm pour
Anglo-saxon R/po pour
Iy6paisseur ment ionn'ee
l'spaisseur ment ionn'ee
RevErement extgrieur (suite)
ContreplaquG, 9 m (3/8") --- 0,lO Bardeaux de b o i s --- 0,17 Brique (argile ou schiste)
100 mm ( 4 " ) -- 0,08 Brique (bgton, silico-calcaire),
100 mm ( 4 " ) -- 0,05 Stucco, 25 mm (1") 0,0014 0,03
Bardage en mgtal Profil horizontal de planche
3 gorge -- 0,12 --- 0,68 Profil horizontal de planche
5 gorge avec renforcement --- 0,25 -- 1,42 Profil vertical 2 rainure an V --- 0,12 -- 0,68 Profil vertical de planche et de couvre-joint -- nsgligeable --- nsglige able
Plaque de plztre, lattts en pldtre mur sec , L3 mm ( 1 1 2 " ) 0,0062 0,08
Enduit de plgtre Granulat de sable, 13 mm ( 1 1 2 " ) 0,0014 0,02 Granulats lggers 13 mm (1/2") 0,0044 0,06
Contreplaquz, 7,5 mm (5/16") 0,0093 0,07 Panneau de f i b r e dur (standard)
6 mm (1/4") 0,0053 0,03 Panneau de f ibre isolant
25 urn (1") 0,017 0,42
RevGtement de sol
~ r a b l e ou chiZne (bois dur), 19 mm ( 3 / 4 " )
Pin ou sapin (bois tendre), 19 mu ( 3 1 4 " )
ContreplaquE, 16 mm (5/8") Panneau de particules en matelas, 16 mm ( 5 1 8 " )
Carrelage en fibre de bofs, 13 m (112")
Composant ou matsriau
RevStement de sol (suite)
t ~ n o l b ou carrelage (Qlas tique) 3 mm (118") -- 0 , O l --
Terrazzo, 25 nm (1") 0,00056 0,Ol 0,08 Tapis, Spaisseur ordieaire
Sous-couche f ibreuse -- 0,37 - S ous-couche en caou t chauc - 0,23 -
( y compris les pellicules d'air intgrieuras et extErleures)
Vitre simple Vitre i s o l h (double dtrage) Lame d'air de 5 mm (3116") Lame d'air de 6 mm (114") Lame d'air de 13 mm (112") Lame d'air de 19 m (314")
V i t r e isol6e ( t r ip le vftrage) Lame d'air de 6 rim (114") Lame d ' a i r de 13 m (112") Lam d'air de 19 mm (314")
Contre-fenetre Vitrage slmple et lame dtair de
25 - 100 nm (1" - 4") -- Vitrage double de 19 mu (314") et lame dtair de 25 - 1 O O m m (1" - 4-1
R&sfstances themiques d e s murs de sous-sol
Lee parties des nturs du sous-sol au-dessus du niveaa du sol et sous le niveau du s d l font l ' o b j e t de traitements &par&. lk p r d s r e est exposge 3 l'alr extbrieur et se eomporte a peu p r S s de la meme fason que Les autres parties du batiment s i t u k s au-dessue du niveau du eol. la partie enfauie nccessite une attention particdiSre, car d'au~res factcurs doivent Etre coostd&riZe pour obtenir les valeurs de rhistance tharmiqua p r h e n t k s au tableau B2. Ces valeurs oat B t 6 abtenues par des mesures et clles seront ri%is&s quand on disposera da plus de renseignemeuts au sujet des pertes de chaleur sous le niveau du sol.
Si le degrg d'isolatioa ne correspond pas exactement aux valeurs du tableau B2, on devra choisir une valeur R s'approchant le plus possible de la valeur dgsirge. Comme les valwrs B pour diff6rents types de construction ne sont pas des Eonctions lfn'eaires, on ne doit pas les interpolel: 2 partlr des valeurs donnges.
Sans isolation
Avec isolation, 61 m (24") sous le niveau du sol et 122 cm (48") non isolE
isolant de RSI 0,70 (R4) isolaat de as1 1,41 (R3) isolant de RSI 2,11 (R12) isolant de RSI 3,52 (R20)
Avec isolatl on jusqu ' aux semdles
isolant de RSI 0,70 (R4) isolant de RSI 1,4 1 (RE!) igofant de RSI 2,LI (R12) isolant de RSI 3,52 (820)
Usf stance thermique $1 Anglo-saxan
PONTS THEgMIQU?lS BANS LES MURS ET LES PLANCMXRS
On appelle pont thedque toute partie dam l'enveloppe isolee d'un batiment oil la chafwr peut passer .plus f acf l e n t , Dans lthabitation, l'exemple le plus courant sont les poteaux muraux et les solives de toiture, q u i of E rent une rdsiatance thermlque mindre que 1e resre de la parof e t modifient done la valeur R nodnale de celle-ci. Ces points faibles doivent Ctre pris en c o q te dans les calculs des rikie tances therndques, avant et aprgs le renforcement de 1' tsolation.
Dans la plupart des maisons, les poteawc mraux comptent pour 20% de la surface nette des murs, et les sofives de toiture, pour 10% de la surface nette du toit. Lee formules qui permettent de calculer les valeurs R pour ces maisons sont donc les suivantes :
Ce mode de calcul est d e n 0 6 calcul du flux thermique parallsle.
Le mur de la figure C-1 Lllustre ltlncidence des ponts thermiques sur las valeurs R et les Qconomies dtdnergLe possibles-
R = 1,41 (8,011 poteau
R = 0,75 (4,26) covi 6
R = 0,88 (5,001 mur
a] MUR NON I S O L ~
(AVANT LES TRAVAUX
D~AM~LIORATION)
R = 1,41 poteau
R = 2,68 cav i t&
R =2,43 (13 mur
b) MVR 1 5 0 ~ 6
(APR~S LES TRAVAUX
D ' A M ~ LI ORAT 1 ON)
Fig. C-1 Pants thermiques crbgs par les poteaux muraux
On v o l t que les poteaux dans le mur non is0115 augmentent la valeur R globale du m r par 17%, s o i t (0,88 - 0 , 7 5 ) + 0,75 x 100, alors qu'ils constituent des paints faibles dans la paroi isolge, didnuant la r6sistance thermique globale de celle-ci de 9%, soit (2 ,68 - 2 , 4 3 ) + 2,68 x 100.
Posons FB = $1 239 et: A = 143,l pour cet exemple. Mous pouvons examiner lyiafluence des pouts therdques sur les Economies de la maniare suivante :
i) u t i l i s o n s les valeurs R sans tenir compte du pont thermique : Total Qt = 511 + 191 - 81 = 621
1 utillsons 3es valeurs R en tenant compte, cette fob, du p o n t thetrrdque : T o t a l Q I = 511 + 163 - 181 = 593
Le cas (i) donne les valeurs S1, S2 et S qui sont eupi5rieures de P
27%, 33% et 32% respecrivement aux valeurs correspondantes du cas (ii). Ces diffiirences dhontrent l'importance de tenir coupte des ponts thermiques.
L e s diffgrences de pourcentage peuveat varier selon les cas, come l'illustre l'exemple 2.
Servons-nous encore du &me lmrr (en supposant que les valeurs qui s ' y rattachent ne sont que nominales) et des valeurs R pour les poteaux qui sont donnges 5 la figure C-1. Par le calcul du flux thermique parallsle, on peut obtenir les valeurs R corrig&s conme s u i t :
I) Calcul nominal : T o t a l Q1 = 511 + 81 - 81 = 511
ii) Calcul du flux thermlque parallGle : Total Q1 = 5 1 1 + 85 - 81 = 515
Mars i) 143,l 1,76 81 2,29 6 2 ii) 143,l 1,69 85 2,11 6 8
Le cas (i) donne encore une fois des valeurs S1, S2 et S supgrieures de 12%, 13% ct 13% respectivement aux valeurs du cas (!ill
APPENDICE I)
Degrgs- jours (DJ
L e s degrss-jours de chauffage donnent une mesure pour estimer 1' &nergLe c o n s o d e aux f i n s de chauf fage. Des gtudes ont rhi5l6 que lt6nergie consomGe dans des petits bbtimente 6tait approxirnativement proport ionnel le 3 la d i f f'erence entre la temp6rature extgrieure et une tempgrature intgrieure de 18°C (65°F 1. Les degr8s-jours (DJ) sont donc calcul6s B partir d'une base de 1 8 ° C (65°F). Cette corr=ation empirique s'est avi5rGe utile par le pas&, mais, en raison des changemcnts apporth 3 l'isolation des bbtiments et de l'utilisation accrue des appareils ElectromEnagers, elle n'est plus valide aujourd'hui.
De nos jours, un grand nombre de maisom semblent ne devoir &re chauff&s que lorsque la tempgrature extgrieure e s t sous le point de congi5lation. I1 a donc Qti5 ddcidi5 que la diffgrence r6elle de tempEracure entre lf int'erieur et 11exti5rieur f ourniraf t un p a r d t re de calcul beaucoup p l u s u t i l e . De cette facon, la veritable charge thermique d'une maison pourrait S tre dGterminEe 3 l'aide des degrEs-jours rkLs ; l a contribution des gains thermiques internes doit alors &re consid6r6e d'une autre maisre.
Le tableau 0-1 contient une l i s t e des degrgs-jours r6els pour un certain nombre d'agglodrations. Ces valeuts sont basses sur une tempgrature intgrieure (Ti) de 21°C (70°F). Elles ont 6tS calcul€es 2 L'aide d'une dthode par approximation et elles sont prgcises 3 5X p r b .
Pour les agglomErations qui n'apparaissent pas sur la liste ou p o u r les tempsratures intSrieures ITi) diffgrentes de 21'~ ( 7 0 ° ~ ) , les degrss-jours r&els peuvent t t r e calcul6s par la formule suivante :
DJR = DJ + (Ti - 18) x b
(pour le systSmc anglo-saxon : DJR = DJ f (Ti - 6 5 ) x b )
06 DJ = nombre de degrgs-jours pour l'agglomgration* Ti = tempgtature int5rieure b = constante pour l'agglodration ( i n d i q u k sur l a carte de la Figure D-1).
*Cet te valeur peut St re obteaue en s 'adressaat au bureau d t Sorologique local, au bureau de la SCFlL, Z la compagnie dfdlectricit&, en se rendant a l a bibliothZque, en consultant le Supplhent du Code national du batiment du Canada, 1980, pp, 11-21, CNRC no 17724 ou en s'adressant au Service de 1' envi ronnernent atmos ph&rique, 4905 rue Duff erin, Downsvf ew, Ontario M3H 5T4, tB1. : (416) 647-4917.
On peut mesurer la tempgratuxe Xntgrieure, Ti, ou se baser sur la valwr approximative donnee par la tempgrabre de rsglage du thermostat. Une maison de Winnipeg, par exemple, ayant son thermostat r6glC de fapn constanre 3 22OC, a une tempgrature T de 22°C (72°F). k nombre de degrss- jours pour Winnipeg eet 5 887 (10 6793. Ia valeur de la constante b pour Windpeg est , dVapr3s la Figure E l , 161 (2901, ce qui donne
Czpendant, plusieurs occupants ont Z'habitude de rggler le thermostat 3 une tempgrature inf'eriwre durant la nuit ou ea d'autres occasions. Dan8 ce cas, on peut calculer une temp6rature int6xieure mayenne par la foxtglle :
03 hl = nombre dlheures/ j our 3 La tempgrature TI hZ nmbre d'heuresl j a r la tempe'rature T2.
Prenons ltexemple d'une maison dont le t h e m a t a t est r6gl6 aux temp6ratures suivantes :
et, pour une mison 1 Winnipeg,
TABLEAU DI - DEGR~S-JOURS GELS (DJR) SOUS 2 1 oc ( 7 0 0 ~ ) POUR CERTAINES AGGLOMERATIONS AU CAWADA*
DJR
Territoires du Nord-Ouest Alert 13 727
Ontario Toronto 4 565 8 277 Ottawa 5 157 10 143 lYmmias 6 695 12 925 North Bay 5 825 11 202 Kendra 6 413 12 246 London 4 541 8 774 Sault-Sainte-Marie 5 596 11 025 Thunder Bay 6 251 11 930
Frobisher Bay 10 453 Yellawknif e 9 125
Yukon Dawson Whitehorse
Terre-Nave Saint-Jean Grand F a l l s Corner Brook Thompson
krden Churchill Le Pas
~ouvelle-gcosse Halifax
Saskatchewan 4 630 8 886 Saskatoon
Sydney Yarmouth
4 966 9 574 Reggina 6 395 4 5 5 8 8 9 4 0 MapleCreek 5 408
North Battleford 6 549 Nouveau-Brunswick Moncton 5 214 10 236 Alberta
Calgar~r Edmunaton Fredericton Saintdean
- .
Rdmnton Forr Vermilion Lethbrldge
Coldie-Eritannique Vancouver 3 539 7 115
Qugbe~ Sept-Iles Gasfi Drmm ndvi lle Schefferville Saint-Jean Trois-RiviZres
VTctoria xamloops Fort Nelson Prince George
.*Ces valeurs, en "C en OF, ne pewent Ctre converties directement d'un s y s t h 3 l'aut.re, car 21°C nlest pas t o u t 3 falt Qgd a 70°P.
NOMBRE A P P R O X I M A T I F DE DEGRE'S-JOURS PAR D E G R ~ E N T R E 1 8 O f ( 15 °F ) E T 24'C (7S'F)
RENDmW SALSONNIEX DE L'INSTALLATION Dl3 CEIAUFFAGE (K~)
Le rendemem en ri5gfmepermanent dgsigne le rendement de 1' installation dans des conditiom optlmales d.e fonctionnement.
Le rendearent saisonnier dgsigne la mbyesrre du renderrsent de I'installation durant une saison de chauf fe, dans dee conditions varGes ds fonctionnement. Ainsi, le rendement sa i sower eat habituellement infsrieur, parfais de beaucoup, au redement en ri5gise permanent. Le terqps de fonctionnement: dam des condirions noa optimalee d6termine la dfff6rence entre le rendement saisonaier e t celui en r&ime permanent.
Le prgsent appendlee traite du rendement d a installations de chauffage B l tblactrlcit6, au -mazout et au gae. I1 f i x aussi une valeur uu&rique du rendement saisonnier, K3, de ces diffgrents s y s t h e s . Une installation dont le rendement saisonnf er e s t de 100X possede une valeur &, de 1,00, alore qu'un apparel1 dont 1e rendement saisonnier e a t de 70Z a une valeur % de 0,70, etc.
I1 est ggni5ralement admist que les rendemeats saisonniers et en permnent des apparel18 de chauffage aectrique sont de 100%. Ainsl,
K vaut 1.00 pour ie chauffage par plinthes chauffantes ou par ggnlrateur 3 d air chaud pufsE,
l;e rendement en r6glme permanent des installatiom au gae et au mazout e s t de beaucoup iufgrieur (de 20 & 25%) B celle des installations glectriques, en raiscrn du processus de combustion et dvautres facteurs. En outre, le readement saisonnier eat moindre que cehi en rggime permanent, car ces installatiaus 2 combustibles prennent de 5 3 20 minutes aprSs l'allumage pour atteindre leur &at optimal de fasctionaement (rEgime permanent). S-L la puissance de ltinatal18tion cst Crop g r a d e pour la charge de chauffage de la maisoa, le temps de fonctionnement 3 plefn xiZgirae eat rgduit et le rendemeot saisonnier d i d m e . L'amElioration de 1' f solation eatrake une rauction de la charge de chauf fage de la maisan ; iI faut donc rgduire la puissande de l'appareil de chauffage pour l'adaprer aux nouvelles conditions de service.
En ce qui concerne l e a appareila au gaz, on ne peut pas faira grand-chose paur r 6 d d r e bur puissarice, .sinon les remplscet . On peut cependant feduire la puissance dtun appaxeil au mazout en changeant le gicleur. A l'heure actuella, on ne peut remplacer un gicleur que par un aatre de dlametre imm5diatement infErieur 3 celui prescrit sans risquer une anmilat.ion de la certification de 1'ACMOR. Si on installe un brlileur a tSte de retention, il est sugggr6 de reduire encore fa taille du gicleur.
DBtermfnatlon de ICq (pour fes a p p a r e i h de chauffage au mazout e t au gaz)
In marche 3 sufvre et les rensefgnements suivants sont valables pour les anciens types dlappare.ils et: peuveat ne pas s'appliquet aux installations plus r4centes EquipEes d'un systsme 2 allumage Electranique, d'un Eidleur 5 tlte de retantion ou dtune filectrovanne.
defaut de pouroir dzterriner Kj par cctte dthode, la valeur 0,55 peut Btxe utflisge come "meilleure approximation" autant pour les appareils au mazout que paur ceux au gaz.
La premisre &ape cunsfste B calculer les pertes de chaleur du bltiment par la formle sutvante :
Pertes = Total Q1 x (Ti - TD) oif T o t a l Q1 = so- des Ql individuels.
- Cette valeur se trouve dans la rangge 12 de la colonne Q1 du tableau des Gconomies dv6nergie (par example, Ie tableau 2 fndique que Q1 vaut 5115.
(Ti - TD) = la diffi5cence par rapport 3 la temp6rature de calcul - oil TI est la temp6rature intErieure d6j3 calcul& et T e s t fa tempgratare de calm1 de 2 1/22 pour janvier (voir le Ta leau E- l ) .
t
La dwxisaae &tape consiste 3 trouver la puiesance nomfnale de s o r t i e , dont la valeur est fnpride sur une plaque appoai5e aur le corps du gEnGrateur au mazout. Pour les appareils au gaz, on prend la puissance dfentr& nodnale, f&quSe sar la plaque, et on la mltiplie par 0,75, ce qui donne la puissance nominale de sortie. (Ne pas oublier, s'il y a lfeu, de convertir les valeurs ds pufesance en unitGs dtriques.)
La troisf8me Qtape consiste de calculer la puissance en' trop de 1' appareil en utilisant dans lt Equation suivante les deux valeurs susmentioan6es.
puissance en t r o p de 1 *appareil =
puissance nominale de sortie - dgperdition du bbtiment , di5perditlon caloriffque du b3timeut
La quatrihe +tape C O ~ ~ S ~ S ~ Q 5 calculer le rendement en rsgfme permanent de l'appareil. Cette valeur peut s'obtenir en faisant un essaf de r-enderaent pour les installations au meout et au gaz.* On peut Ja calculer pour les appareils au mzout (mats aon pour ceux au gaz) par la fornule :
* Pwr de plus amples d 6 t a i l s , consulter Payez moins, chanffez m i e u x , $MR, 1975, pp. 40-43 et 59-61.
rendement en regime permanent = puissance nominale de sortie allure de chauffe x 140 000
- la puissance noninale de sortfe e a t indiquge sur le corps. du gSn€rateur
- l'allure de chauffe e s t indiquEe sur le corps du g€nErateur.
Temperature de calm1
Agglodrat ion
Territoires du Nord-Ouest Afert -43 (-45) Probtsher Bay -40 (-40) Y e l l w k n i f e -43 (-45)
Ontario Tor onto Ottawa Tiramins North Bay Kendra London Sault-Sainte-Marie Thunder Bay
Yukon Daws on Whitehorse
Terre-Neuve Saint-Jean Grand F a l l s Corner Brook
Manf toba Wirmipeg Thompson Iforden Churchif 1 Le Pas
Saskatchewan Saskatoon
Sydney Yammu th
Regina Maple Creek Worth Battleford
Nouveau-Bruaswick Monct on -22 Edmns ton -2 7 Fredericton -2 4 Saint-Jean -22
Alberta t=algary Edmonton Port VermJlf on Le thbridge
Qugbec Montrihl Qu6be~ Sept -I les Gaspk brn-ndvi lle Scheffervflle Saint-Jean T r o i s - R i v i s r e s
Colornbie-Britannique Vancotwe r -7 Victoria -5 Kamloops -2 5 Fort: Nelson -40 Prince George -33
* Pour d' autres agglodrations camadiennes, consulter le "Supplkent du Code national du bstfment du Canada, 198OH, pp. 11-21, CNEC no 17724 (prix : $7,30).
La d e d l r e Ltape consiste 1 reparer le randement saisonnier K3 au tableau E2 3 partlr des valeurs calcdi5es de puissance en trop et de rendemnt en ri5gime permanent.
TA3LEAU E2 - REMDEMEMT SAISONNIER APPARENT DES APPAREILS RE CHAUFFAGE AU MaZOUT ET AU GAZ (K?)
Rendemeat nominal en rsgfme permanent
Puissance en trop
40 6 0
