Nick Connor

Exemple – Isolation en coton Isolation

Les murs constituent une source majeure de perte de chaleur d’une maison. Calculez le taux de flux de chaleur à travers un mur de 3 mx 10 m (A = 30 m ² ). Le mur a une épaisseur de 15 cm (L ₁ ) et est constitué de briques de conductivité thermique de k ₁ = 1,0 W / mK (isolant thermique médiocre). Supposons que les températures intérieure et extérieure soient de 22 ° C à -8 ° C et que les coefficients de transfert de chaleur par convection sur les côtés intérieur et extérieur soient de h ₁ = 10 W / m ² K et h ₂ = 30 W / m ²K, respectivement. Notez que ces coefficients de convection dépendent fortement des conditions ambiantes et intérieures (vent, humidité, etc.).

1. Calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur non isolé.
2. Assumez maintenant l’ isolation thermique du côté extérieur de ce mur. Utilisez un isolant en coton d’  une épaisseur de 10 cm (L ₂ ) avec une conductivité thermique de k ₂ = 0,04 W / mK et calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur composite.

Solution:

Comme il a été écrit, de nombreux processus de transfert de chaleur impliquent des systèmes composites et impliquent même une combinaison de conduction et de convection . Avec ces systèmes composites, il est souvent commode de travailler avec un coefficient global de transfert de chaleur , connu comme un facteur U . Le facteur U est défini par une expression analogue à la loi de Newton sur le refroidissement :

Le coefficient de transfert de chaleur global est lié à la résistance thermique totale et dépend de la géométrie du problème.

1. mur nu

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi plane et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient de transfert de chaleur global est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 3,53 [W / m ² K] x 30 [K] = 105,9 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 105,9 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 3177 W

2. mur composite avec isolation thermique

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi composite plane, aucune résistance de contact thermique et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,040 + 1/30) = 0,359 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 0,359 [W / m ² K] x 30 [K] = 10,78 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 10,78 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 323 W

Comme on peut le voir, un ajout d’isolant thermique entraîne une diminution importante des pertes de chaleur. Il faut l’ajouter, un ajout de la prochaine couche d’isolant thermique ne provoque pas de telles économies. Cela peut être mieux vu de la méthode de résistance thermique, qui peut être utilisée pour calculer le transfert de chaleur à travers les murs composites . Le taux de transfert thermique constant entre deux surfaces est égal à la différence de température divisée par la résistance thermique totale entre ces deux surfaces.

Conductivité thermique de l’isolation en coton

La conductivité thermique est définie comme la quantité de chaleur (en watts) transférée à travers une zone carrée de matériau d’épaisseur donnée (en mètres) en raison d’une différence de température . Plus la conductivité thermique du matériau est faible, plus le matériau est résistant aux transferts de chaleur et donc plus l’efficacité de l’isolation est grande. Les valeurs typiques de conductivité thermique pour les isolants en coton  sont d’environ  0,035 W / m∙K .

En général, l’ isolation thermique repose principalement sur la très faible conductivité thermique des gaz . Les gaz possèdent des propriétés de conduction thermique médiocres comparées aux liquides et aux solides et constituent donc un bon matériau isolant s’ils peuvent être piégés (par exemple dans une structure semblable à une mousse). L’air et les autres gaz sont généralement de bons isolants. Mais le principal avantage est l’absence de convection. Par conséquent, de nombreux matériaux isolants (par exemple le coton isolant ) fonctionnent simplement en ayant un grand nombre de poches remplies de gaz qui empêchent la convection à grande échelle .

L’alternance de la poche de gaz et du matériau solide fait que la chaleur doit être transférée à travers de nombreuses interfaces, ce qui entraîne une diminution rapide du coefficient de transfert de chaleur.

Isolation Coton

L’isolant en coton est fabriqué à partir de textiles de coton recyclés post-industriels. L’isolation en coton est composée à 85% de coton recyclé et à 15% de fibres plastiques. De même que pour la cellulose, pour rendre l’isolant en coton ignifuge, le coton doit être imprégné.

Conductivité thermique de l’isolation en coton

La conductivité thermique est définie comme la quantité de chaleur (en watts) transférée à travers une zone carrée de matériau d’épaisseur donnée (en mètres) en raison d’une différence de température . Plus la conductivité thermique du matériau est faible, plus la capacité du matériau à résister au transfert de chaleur est grande, et donc plus l’efficacité de l’isolation est grande. Les valeurs de conductivité thermique typiques pour l’ isolation de coton  est d’ environ  0.035W / m ∙ K .

En général, l’ isolation thermique repose principalement sur la très faible conductivité thermique des gaz . Les gaz possèdent de mauvaises propriétés de conduction thermique par rapport aux liquides et aux solides et constituent donc un bon matériau d’isolation s’ils peuvent être piégés (par exemple dans une structure semblable à de la mousse). L’air et les autres gaz sont généralement de bons isolants. Mais le principal avantage est en l’absence de convection. Par conséquent, de nombreux matériaux isolants (par exemple l’isolant en coton ) fonctionnent simplement en ayant un grand nombre de poches remplies de gaz qui empêchent la convection à grande échelle .

L’alternance de la poche de gaz et du matériau solide fait que la chaleur doit être transférée à travers de nombreuses interfaces provoquant une diminution rapide du coefficient de transfert de chaleur.

Exemple – Isolation en coton

Les murs constituent une source majeure de perte de chaleur dans une maison. Calculez le taux de flux de chaleur à travers un mur de 3 mx 10 m (A = 30 m ² ). Le mur a une épaisseur de 15 cm (L ₁ ) et il est fait de briques avec une conductivité thermique de k ₁ = 1,0 W / mK (mauvais isolant thermique). Supposons que les températures intérieure et extérieure sont de 22 ° C et -8 ° C et que les coefficients de transfert de chaleur par convection sur les côtés intérieur et extérieur sont h ₁ = 10 W / m ² K et h ₂ = 30 W / m ²K, respectivement. A noter que ces coefficients de convection dépendent fortement notamment des conditions ambiantes et intérieures (vent, humidité, etc.).

1. Calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur non isolé.
2. Supposons maintenant une isolation thermique sur le côté extérieur de ce mur. Utilisez une isolation en coton de  10 cm d’épaisseur (L ₂ ) avec une conductivité thermique de k ₂ = 0,04 W / mK et calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur composite.

Solution:

Comme cela a été écrit, de nombreux processus de transfert de chaleur impliquent des systèmes composites et impliquent même une combinaison de conduction et de convection . Avec ces systèmes composites, il est souvent commode de travailler avec un coefficient global de transfert de chaleur , connu comme un facteur U . Le facteur U est défini par une expression analogue à la loi de Newton du refroidissement :

Le coefficient global de transfert de chaleur est lié à la résistance thermique totale et dépend de la géométrie du problème.

1. mur nu

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi plane et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 3,53 [W / m ² K] x 30 [K] = 105,9 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 105,9 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 3177 W

2. mur composite avec isolation thermique

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi composite plane, aucune résistance de contact thermique et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,040 + 1/30) = 0,359 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 0,359 [W / m ² K] x 30 [K] = 10,78 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 10,78 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 323 W

Comme on peut le voir, un ajout d’isolant thermique entraîne une diminution importante des pertes de chaleur. Il faut l’ajouter, un ajout de la prochaine couche d’isolant thermique ne provoque pas de telles économies. Cela peut être mieux vu de la méthode de résistance thermique, qui peut être utilisée pour calculer le transfert de chaleur à travers les murs composites . Le taux de transfert thermique constant entre deux surfaces est égal à la différence de température divisée par la résistance thermique totale entre ces deux surfaces.

Exemple – Isolation en liège

Les murs constituent une source majeure de perte de chaleur d’une maison. Calculez le taux de flux de chaleur à travers un mur de 3 mx 10 m (A = 30 m ² ). Le mur a une épaisseur de 15 cm (L ₁ ) et est constitué de briques de conductivité thermique de k ₁ = 1,0 W / mK (isolant thermique médiocre). Supposons que les températures intérieure et extérieure soient de 22 ° C à -8 ° C et que les coefficients de transfert de chaleur par convection sur les côtés intérieur et extérieur soient de h ₁ = 10 W / m ² K et h ₂ = 30 W / m ²K, respectivement. Notez que ces coefficients de convection dépendent fortement des conditions ambiantes et intérieures (vent, humidité, etc.).

1. Calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur non isolé.
2. Assumez maintenant l’ isolation thermique du côté extérieur de ce mur. Utilisez du liège d’  une épaisseur de 10 cm (L ₂ ) avec une conductivité thermique de k ₂ = 0,038 W / mK et calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers cette paroi composite.

Solution:

Comme il a été écrit, de nombreux processus de transfert de chaleur impliquent des systèmes composites et impliquent même une combinaison de conduction et de convection . Avec ces systèmes composites, il est souvent commode de travailler avec un coefficient global de transfert de chaleur , connu comme un facteur U . Le facteur U est défini par une expression analogue à la loi de Newton sur le refroidissement :

Le coefficient de transfert de chaleur global est lié à la résistance thermique totale et dépend de la géométrie du problème.

1. mur nu

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi plane et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient de transfert de chaleur global est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 3,53 [W / m ² K] x 30 [K] = 105,9 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 105,9 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 3177 W

2. mur composite avec isolation thermique

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi composite plane, aucune résistance de contact thermique et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,038 + 1/30) = 0,343 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 0,343 [W / m ² K] x 30 [K] = 10,29 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 10,29 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 308 W

Comme on peut le voir, un ajout d’isolant thermique entraîne une diminution importante des pertes de chaleur. Il faut l’ajouter, un ajout de la prochaine couche d’isolant thermique ne provoque pas de telles économies. Cela peut être mieux vu de la méthode de résistance thermique, qui peut être utilisée pour calculer le transfert de chaleur à travers les murs composites . Le taux de transfert thermique constant entre deux surfaces est égal à la différence de température divisée par la résistance thermique totale entre ces deux surfaces.

Conductivité thermique de l’isolation en liège

La conductivité thermique est définie comme la quantité de chaleur (en watts) transférée à travers une zone carrée de matériau d’épaisseur donnée (en mètres) en raison d’une différence de température . Plus la conductivité thermique du matériau est faible, plus le matériau est résistant aux transferts de chaleur et donc plus l’efficacité de l’isolation est grande. Les valeurs de conductivité thermique typiques pour le liège sont comprises entre 0,035 et 0,043 W / m ∙K .

En général, l’ isolation thermique repose principalement sur la très faible conductivité thermique des gaz . Les gaz possèdent des propriétés de conduction thermique médiocres comparées aux liquides et aux solides et constituent donc un bon matériau isolant s’ils peuvent être piégés (par exemple dans une structure semblable à une mousse). L’air et les autres gaz sont généralement de bons isolants. Mais le principal avantage est l’absence de convection. Par conséquent, de nombreux matériaux isolants (par exemple, le liège ) fonctionnent simplement en ayant un grand nombre de poches remplies de gaz qui empêchent la convection à grande échelle .

L’alternance de la poche de gaz et du matériau solide fait que la chaleur doit être transférée à travers de nombreuses interfaces, ce qui entraîne une diminution rapide du coefficient de transfert de chaleur.

Isolation en liège

Le liège est un matériau naturel produit à partir du chêne-liège, une espèce endémique du sud-ouest de l’Europe et du nord-ouest de l’Afrique. Comme il est imperméable, flottant, élastique et possède des propriétés ignifuges, le liège est utilisé dans une variété de produits, le plus courant étant les bouchons de vin. La structure du liège et son ignifuge naturel le rendent approprié également pour l’isolation acoustique et thermique des murs, des sols et des plafonds des maisons. Le liège étant un matériau cellulaire, le facteur de résistance à la vapeur d’eau de ce matériau est supérieur à celui des autres matériaux renouvelables. Le liège est une alternative populaire et sûre aux produits d’isolation à base pétrochimique.

Conductivité thermique de l’isolation en liège

La conductivité thermique est définie comme la quantité de chaleur (en watts) transférée à travers une zone carrée de matériau d’épaisseur donnée (en mètres) en raison d’une différence de température . Plus la conductivité thermique du matériau est faible, plus la capacité du matériau à résister au transfert de chaleur est grande, et donc plus l’efficacité de l’isolation est grande. Les valeurs de conductivité thermique typique de liège sont comprises entre 0,035 et 0.043W / m ∙ K .

En général, l’ isolation thermique repose principalement sur la très faible conductivité thermique des gaz . Les gaz possèdent de mauvaises propriétés de conduction thermique par rapport aux liquides et aux solides et constituent donc un bon matériau d’isolation s’ils peuvent être piégés (par exemple dans une structure semblable à de la mousse). L’air et les autres gaz sont généralement de bons isolants. Mais le principal avantage est en l’absence de convection. Par conséquent, de nombreux matériaux isolants (par exemple l’ isolant en liège ) fonctionnent simplement en ayant un grand nombre de poches remplies de gaz qui empêchent la convection à grande échelle .

L’alternance de la poche de gaz et du matériau solide fait que la chaleur doit être transférée à travers de nombreuses interfaces provoquant une diminution rapide du coefficient de transfert de chaleur.

Exemple – Isolation en liège

Les murs constituent une source majeure de perte de chaleur dans une maison. Calculez le taux de flux de chaleur à travers un mur de 3 mx 10 m (A = 30 m ² ). Le mur a une épaisseur de 15 cm (L ₁ ) et il est fait de briques avec une conductivité thermique de k ₁ = 1,0 W / mK (mauvais isolant thermique). Supposons que les températures intérieure et extérieure sont de 22 ° C et -8 ° C et que les coefficients de transfert de chaleur par convection sur les côtés intérieur et extérieur sont h ₁ = 10 W / m ² K et h ₂ = 30 W / m ²K, respectivement. A noter que ces coefficients de convection dépendent fortement notamment des conditions ambiantes et intérieures (vent, humidité, etc.).

1. Calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur non isolé.
2. Supposons maintenant une isolation thermique sur le côté extérieur de ce mur. Utilisez du liège de  10 cm d’épaisseur (L ₂ ) avec une conductivité thermique de k ₂ = 0,038 W / mK et calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers cette paroi composite.

Solution:

Comme cela a été écrit, de nombreux processus de transfert de chaleur impliquent des systèmes composites et impliquent même une combinaison de conduction et de convection . Avec ces systèmes composites, il est souvent commode de travailler avec un coefficient global de transfert de chaleur , connu comme un facteur U . Le facteur U est défini par une expression analogue à la loi de Newton du refroidissement :

Le coefficient global de transfert de chaleur est lié à la résistance thermique totale et dépend de la géométrie du problème.

1. mur nu

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi plane et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 3,53 [W / m ² K] x 30 [K] = 105,9 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 105,9 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 3177 W

2. mur composite avec isolation thermique

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi composite plane, aucune résistance de contact thermique et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,038 + 1/30) = 0,343 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 0,343 [W / m ² K] x 30 [K] = 10,29 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 10,29 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 308 W

Comme on peut le voir, un ajout d’isolant thermique entraîne une diminution importante des pertes de chaleur. Il faut l’ajouter, un ajout de la prochaine couche d’isolant thermique ne provoque pas de telles économies. Cela peut être mieux vu de la méthode de résistance thermique, qui peut être utilisée pour calculer le transfert de chaleur à travers les murs composites . Le taux de transfert thermique constant entre deux surfaces est égal à la différence de température divisée par la résistance thermique totale entre ces deux surfaces.

Exemple – Isolation en cellulose

Les murs constituent une source majeure de perte de chaleur d’une maison. Calculez le taux de flux de chaleur à travers un mur de 3 mx 10 m (A = 30 m ² ). Le mur a une épaisseur de 15 cm (L ₁ ) et est constitué de briques de conductivité thermique de k ₁ = 1,0 W / mK (isolant thermique médiocre). Supposons que les températures intérieure et extérieure soient de 22 ° C à -8 ° C et que les coefficients de transfert de chaleur par convection sur les côtés intérieur et extérieur soient de h ₁ = 10 W / m ² K et h ₂ = 30 W / m ²K, respectivement. Notez que ces coefficients de convection dépendent fortement des conditions ambiantes et intérieures (vent, humidité, etc.).

1. Calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur non isolé.
2. Assumez maintenant l’ isolation thermique du côté extérieur de ce mur. Utilisez un isolant en cellulose de 10 cm d’épaisseur (L ₂ ) avec une conductivité thermique de k ₂ = 0,04 W / mK et calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers cette paroi composite.

Solution:

Comme il a été écrit, de nombreux processus de transfert de chaleur impliquent des systèmes composites et impliquent même une combinaison de conduction et de convection . Avec ces systèmes composites, il est souvent commode de travailler avec un coefficient global de transfert de chaleur , connu comme un facteur U . Le facteur U est défini par une expression analogue à la loi de Newton sur le refroidissement :

Le coefficient de transfert de chaleur global est lié à la résistance thermique totale et dépend de la géométrie du problème.

1. mur nu

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi plane et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient de transfert de chaleur global est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 3,53 [W / m ² K] x 30 [K] = 105,9 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 105,9 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 3177 W

2. mur composite avec isolation thermique

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi composite plane, aucune résistance de contact thermique et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,040 + 1/30) = 0,359 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 0,359 [W / m ² K] x 30 [K] = 10,78 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 10,78 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 323 W

Comme on peut le voir, un ajout d’isolant thermique entraîne une diminution importante des pertes de chaleur. Il faut l’ajouter, un ajout de la prochaine couche d’isolant thermique ne provoque pas de telles économies. Cela peut être mieux vu de la méthode de résistance thermique, qui peut être utilisée pour calculer le transfert de chaleur à travers les murs composites . Le taux de transfert thermique constant entre deux surfaces est égal à la différence de température divisée par la résistance thermique totale entre ces deux surfaces.

Conductivité thermique de l’isolant en cellulose

La conductivité thermique est définie comme la quantité de chaleur (en watts) transférée à travers une zone carrée de matériau d’épaisseur donnée (en mètres) en raison d’une différence de température . Plus la conductivité thermique du matériau est faible, plus le matériau est résistant aux transferts de chaleur et donc plus l’efficacité de l’isolation est grande. Les valeurs typiques de conductivité thermique pour les isolants en cellulose  sont comprises entre 0,035 et 0,040 W / m∙K .

En général, l’ isolation thermique repose principalement sur la très faible conductivité thermique des gaz . Les gaz possèdent des propriétés de conduction thermique médiocres comparées aux liquides et aux solides et constituent donc un bon matériau isolant s’ils peuvent être piégés (par exemple dans une structure semblable à une mousse). L’air et les autres gaz sont généralement de bons isolants. Mais le principal avantage est l’absence de convection. Par conséquent, de nombreux matériaux isolants (par exemple, l’ isolant de cellulose ) fonctionnent simplement en ayant un grand nombre de poches remplies de gaz qui empêchent la convection à grande échelle .

L’alternance de la poche de gaz et du matériau solide fait que la chaleur doit être transférée à travers de nombreuses interfaces, ce qui entraîne une diminution rapide du coefficient de transfert de chaleur.

Isolation de mur de cavité

L’isolation des parois de cavité est une méthode d’isolation thermique utilisée pour réduire les pertes de chaleur à travers une paroi de cavité en remplissant l’espace d’air avec un isolant thermique. Ces matériaux (par exemple le polyuréthane ) fonctionnent simplement en ayant un grand nombre de poches remplies de gaz qui empêchent la convection à grande échelle . L’alternance de la poche de gaz et du matériau solide fait que la chaleur doit être transférée à travers de nombreuses interfaces, ce qui entraîne une diminution rapide du coefficient de transfert de chaleur.

Lors de la construction de nouveaux bâtiments, les cavités sont souvent remplies de panneaux de laine de verre ou de laine de roche placés entre les deux côtés du mur. La mousse de polyuréthane (PUR) est un polymère thermodurci à cellules fermées. L’isolation en mousse de polyuréthane est disponible dans les formules à cellules fermées et à cellules ouvertes. La mousse de polyuréthane peut être utilisée comme isolant de mur creux ou comme isolant de toit, comme isolant de plancher, comme isolant de tuyau, comme isolant d’installations industrielles. Les panneaux isolants en PUR peuvent être appliqués à tous les éléments de l’enveloppe du bâtiment. Un autre aspect important est que le PUR peut également être injecté dans les murs de cavité existants, en utilisant les ouvertures existantes et certains trous supplémentaires.

Pour les bâtiments existants qui ne sont pas construits avec des cavités isolées, un matériau fibreux tel que de la cellulose ou de la laine de verre est insufflé dans la cavité par des trous forés de manière appropriée, jusqu’à remplir le mur. L’isolant en vrac est constitué de petites particules de fibres, de mousse ou d’autres matériaux. Les types de matériaux les plus couramment utilisés pour l’isolation en vrac sont la cellulose , la laine de verre et la laine de roche .

Isolant soufflé et en vrac

Les matériaux en vrac peuvent être soufflés dans les greniers et les cavités des murs finis . Pour les bâtiments existants qui ne sont pas construits avec des cavités isolées, un matériau fibreux tel que de la cellulose ou de la laine de verre est insufflé dans la cavité par des trous forés de manière appropriée, jusqu’à remplir le mur. L’isolant en vrac est constitué de petites particules de fibres, de mousse ou d’autres matériaux. Les types de matériaux les plus couramment utilisés pour l’isolation en vrac sont la cellulose, la laine de verre et la laine de roche.

• Les isolants en cellulose sont fabriqués à partir de papier recyclé, principalement des journaux, et contiennent un très grand nombre de matériaux recyclés.
• La laine de verre (connue à l’origine sous le nom de fibre de verre) est un matériau isolant à base de fibres de verre disposées à l’aide d’un liant pour obtenir une texture similaire à celle de la laine.
• La laine de roche , également connue sous le nom de laine de roche, est basée sur des minéraux naturels présents en grande quantité partout dans le monde, par exemple des roches volcaniques, typiquement du basalte ou de la dolomite.

Ces petites particules fabriquées à partir de ces matériaux forment un matériau isolant qui peut s’adapter à n’importe quel espace sans perturber les structures ou les finitions. L’une des méthodes est l’isolation de cellulose par pulvérisation humide. Ce type d’isolation est similaire à l’isolant en vrac, mais il est appliqué avec une petite quantité d’eau pour aider la cellulose à se lier à l’intérieur des cavités à paroi ouverte.

Exemple d’isolation – Isolation en cellulose

Les isolants en cellulose sont fabriqués à partir de papier recyclé, principalement des journaux, et contiennent un très grand nombre de matériaux recyclés. Les fibres de cellulose obtenues ont une structure semblable à celle de la laine (donc de la laine de papier). Afin de rendre les fibres de cellulose humides et ignifuges, on ajoute de l’acide borique ou du sulfate d’ammonium. L’isolation en cellulose est utilisée dans les cavités des murs et du toit pour isoler, résister aux courants d’air et réduire le bruit libre. Les isolants cellulosiques sont utilisés dans les maisons neuves et existantes, généralement sous forme de remplissage en vrac dans les greniers ouverts et dans les espaces creux des bâtiments. La cellulose et les autres matériaux en vrac peuvent être soufflés dans les greniers, les cavités des murs finis et les zones difficiles à atteindre.

Les valeurs typiques de conductivité thermique  pour les  isolants en cellulose  sont comprises entre  0,022

Isolation en fibre de verre

L’isolation en fibre de verre est constituée de fibres de verre extrêmement fines. C’est l’un des matériaux d’isolation les plus répandus. Il est couramment utilisé dans trois types d’isolation:

• couverture (matelas et rouleaux)
• en vrac
• planches rigides

Isolant soufflé et en vrac

Les matériaux en vrac peuvent être soufflés dans les greniers et les cavités des murs finis . Pour les bâtiments existants qui ne sont pas construits avec des cavités isolées, un matériau fibreux tel que de la cellulose ou de la laine de verre est insufflé dans la cavité par des trous forés de manière appropriée, jusqu’à remplir le mur. L’isolant en vrac est constitué de petites particules de fibres, de mousse ou d’autres matériaux. Les types de matériaux les plus couramment utilisés pour l’isolation en vrac sont la cellulose, la laine de verre et la laine de roche.

• Les isolants en cellulose sont fabriqués à partir de papier recyclé, principalement des journaux, et contiennent un très grand nombre de matériaux recyclés.
• La laine de verre (connue à l’origine sous le nom de fibre de verre) est un matériau isolant à base de fibres de verre disposées à l’aide d’un liant pour obtenir une texture similaire à celle de la laine.
• La laine de roche , également connue sous le nom de laine de roche, est basée sur des minéraux naturels présents en grande quantité partout dans le monde, par exemple des roches volcaniques, typiquement du basalte ou de la dolomite.

Ces petites particules fabriquées à partir de ces matériaux forment un matériau isolant qui peut s’adapter à n’importe quel espace sans perturber les structures ou les finitions. L’une des méthodes est l’isolation de cellulose par pulvérisation humide. Ce type d’isolation est similaire à l’isolant en vrac, mais il est appliqué avec une petite quantité d’eau pour aider la cellulose à se lier à l’intérieur des cavités à paroi ouverte.

Exemple d’isolation – laine de verre

La laine de verre  (connue à l’origine sous le nom de fibre de verre) est un matériau isolant fabriqué à partir de  fibres de verre  disposées à l’aide d’un liant dans une texture similaire à la laine. La laine de verre  et la laine de roche sont produites à partir de fibres minérales et sont donc souvent appelées «laines minérales». La laine minérale est un nom général pour les matériaux fibreux qui sont formés par filage ou étirage de minéraux fondus. Laine de verreest un produit de four en verre fondu à une température d’environ 1450 ° C. À partir du verre fondu, les fibres sont filées. Ce processus est basé sur la filature du verre fondu dans des têtes de filature à grande vitesse, un peu comme le processus utilisé pour produire de la barbe à papa. Lors du filage des fibres de verre, un liant est injecté. La laine de verre est ensuite produite en rouleaux ou en plaques, avec différentes propriétés thermiques et mécaniques. Il peut également être réalisé sous forme de matériau pouvant être pulvérisé ou appliqué en place, sur la surface à isoler.

Les applications de la laine de verre comprennent l’isolation structurelle, l’isolation des tuyaux, la filtration et l’insonorisation. La laine de verre est un matériau polyvalent qui peut être utilisé pour l’isolation des murs, des toits et des sols. Il peut s’agir d’un matériau de remplissage lâche, soufflé dans les greniers ou, avec un liant actif pulvérisé sur la face inférieure des structures. Lors de l’installation de la laine de verre, celle-ci doit être maintenue sèche à tout moment, car une augmentation de la teneur en humidité entraîne une augmentation significative de la conductivité thermique.

Exemple – Perte de chaleur à travers un mur

Les murs constituent une source majeure de perte de chaleur dans une maison. Calculez le taux de flux de chaleur à travers un mur de 3 mx 10 m (A = 30 m ² ). Le mur a une épaisseur de 15 cm (L ₁ ) et il est fait de briques avec une conductivité thermique de k ₁ = 1,0 W / mK (mauvais isolant thermique). Supposons que les températures intérieure et extérieure sont de 22 ° C et -8 ° C et que les coefficients de transfert de chaleur par convection sur les côtés intérieur et extérieur sont h ₁ = 10 W / m ² K et h ₂ = 30 W / m ²K, respectivement. A noter que ces coefficients de convection dépendent fortement notamment des conditions ambiantes et intérieures (vent, humidité, etc.).

1. Calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur non isolé.
2. Supposons maintenant une isolation thermique sur le côté extérieur de ce mur. Utilisez une  isolation en laine de verre de 10 cm d’épaisseur (L ₂ ) avec une conductivité thermique de k ₂ = 0,023 W / mK et calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur composite.

Solution:

Comme cela a été écrit, de nombreux processus de transfert de chaleur impliquent des systèmes composites et impliquent même une combinaison de conduction et de convection . Avec ces systèmes composites, il est souvent commode de travailler avec un coefficient global de transfert de chaleur , connu comme un facteur U . Le facteur U est défini par une expression analogue à la loi de Newton du refroidissement :

Le coefficient global de transfert de chaleur est lié à la résistance thermique totale et dépend de la géométrie du problème.

1. mur nu

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi plane et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 3,53 [W / m ² K] x 30 [K] = 105,9 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 105,9 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 3177 W

2. mur composite avec isolation thermique

En supposant un transfert de chaleur unidimensionnel à travers la paroi composite plane, aucune résistance de contact thermique et sans tenir compte du rayonnement, le coefficient de transfert de chaleur global peut être calculé comme suit:

Le coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,023 + 1/30) = 0,216 W / m ² K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 0,216 [W / m ² K] x 30 [K] = 6,48 W / m ²

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

q _perte = q. A = 6,48 [W / m ² ] x 30 [m ² ] = 194 W

Comme on peut le voir, un ajout d’isolant thermique entraîne une diminution importante des pertes de chaleur. Il faut l’ajouter, un ajout de la prochaine couche d’isolant thermique ne provoque pas de telles économies. Cela peut être mieux vu de la méthode de résistance thermique, qui peut être utilisée pour calculer le transfert de chaleur à travers les murs composites . Le taux de transfert thermique constant entre deux surfaces est égal à la différence de température divisée par la résistance thermique totale entre ces deux surfaces.