Qu’est-ce que l’isolation de façade – Isolation de mur extérieur – Définition

L’isolation de façade est une procédure de revêtement extérieur décoratif, isolante et thermiquement isolante, impliquant l’utilisation de divers matériaux isolants. Génie thermique

Isolation de façade – Isolation de mur extérieur

Les murs et la façade sont une source majeure de perte de chaleur d’une maison . L’isolation de façade est une procédure de revêtement extérieur décoratif, isolante et thermiquement isolante, consistant à utiliser un isolant en polystyrène expansé, de la laine de verre ou de roche, une mousse de polyuréthane ou une mousse phénolique, recouvert d’un enduit à base de ciment renforcé, minéral ou synthétique.

L’ isolation des façades a pour objectif de réduire le coefficient de transfert thermique global en ajoutant des matériaux à faible conductivité thermique.  L’isolation des murs extérieurs des bâtiments est un facteur important pour le confort thermique de ses occupants. L’isolation des murs extérieurs ainsi que d’autres types d’isolation réduisent les pertes de chaleur indésirables et réduisent également les gains de chaleur indésirables. Ils peuvent réduire considérablement les besoins en énergie des systèmes de chauffage et de refroidissement. Il faut l’ajouter, il n’y a pas de matériau qui puisse complètement empêcher les pertes de chaleur, les pertes de chaleur ne peuvent être que minimisées.

Matériaux d’isolation

Isolants thermiques - ParamètresComme il a été écrit, l’ isolation thermique est basée sur l’utilisation de substances à très basse conductivité thermique . Ces matériaux sont appelés matériaux isolants . Les matériaux d’isolation courants sont la laine, la fibre de verre, la laine de roche, le polystyrène, le polyuréthane et la plume d’oie, etc. Ces matériaux sont de très mauvais conducteur de la chaleur et sont donc de bons isolants thermiques.

Il faut ajouter que l’isolation thermique est principalement basée 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 polystyrène) fonctionnent simplement en ayant un grand nombre de poches remplies de gaz qui empêchent la convection à grande échelle . Dans tous les types d’isolation thermique, l’évacuation de l’air dans l’espace vide réduira encore la conductivité thermique globale de l’isolant.

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.

Pour les matériaux isolants , trois catégories générales peuvent être définies. Ces catégories sont basées sur la composition chimique du matériau de base à partir duquel le matériau isolant est produit.

Matériaux d'isolation - Types

Pour en savoir plus, vous trouverez une brève description de ces types de matériaux isolants.

Matériaux d’isolation inorganiques

Comme le montre la figure, les matériaux inorganiques peuvent être classés en conséquence:

Matériaux d’isolation organique

Les matériaux d’isolation organique traités dans cette section sont tous dérivés d’une charge pétrochimique ou renouvelable (biosourcée). Presque tous les matériaux isolants pétrochimiques sont sous forme de polymères. Comme le montre la figure, tous les matériaux d’isolation pétrochimiques sont cellulaires. Un matériau est cellulaire lorsque la structure du matériau est constituée de pores ou de cellules. D’autre part, de nombreuses plantes contiennent des fibres pour leur résistance, donc presque tous les matériaux d’isolation biosourcés sont fibreux (à l’exception du liège expansé, qui est cellulaire).

Les matériaux d’isolation organiques peuvent être classés en conséquence:

Autres matériaux d’isolation

Exemple d’isolation – Polystyrène

Généralement, le polystyrène est un polymère aromatique synthétique fabriqué à partir du monomère styrène, qui est dérivé du benzène et de l’éthylène, tous deux produits pétroliers. Le polystyrène peut être solide ou moussé. Le polystyrène est un thermoplastique incolore et transparent, qui est couramment utilisé pour fabriquer des panneaux de mousse ou des panneaux de lamelles et un type d’isolant en vrac constitué de petites perles de polystyrène. Les mousses de polystyrène contiennent 95 à 98% d’air. Les mousses de polystyrène sont de bons isolants thermiques et sont donc souvent utilisées comme matériaux d’isolation des bâtiments, comme dans les coffrages isolants en béton et les systèmes de construction à panneaux structurels isolés. Polystyrène expansé (EPS) et extrudé (XPS)sont tous deux fabriqués à partir de polystyrène, mais l’EPS est composé de petites perles en plastique qui sont fusionnées ensemble et XPS commence comme un matériau fondu qui est pressé sous une forme en feuilles. Le XPS est le plus couramment utilisé comme isolant en panneau de mousse.

polystyrène expansé - isolation thermiqueLe polystyrène expansé (EPS) est une mousse à cellules fermées rigide et résistante. Les applications de construction et de construction représentent environ les deux tiers de la demande de polystyrène expansé. Il est utilisé pour l’isolation des murs (cavités), des toits et des sols en béton. En raison de ses propriétés techniques telles que son faible poids, sa rigidité et sa formabilité, le polystyrène expansé peut être utilisé dans une large gamme d’applications, par exemple des plateaux, des assiettes et des caisses à poisson.

Bien que le polystyrène expansé et extrudé ait une structure à cellules fermées, il est perméable aux molécules d’eau et ne peut pas être considéré comme un pare-vapeur. Dans le polystyrène expansé, il existe des interstices entre les pastilles à cellules fermées expansées qui forment un réseau ouvert de canaux entre les pastilles liées. Si l’eau gèle en glace, elle se dilate et peut provoquer la rupture des pastilles de polystyrène de la mousse.

Exemple – Perte de chaleur à travers un mur

perte de chaleur à travers le mur - exemple - calculLes 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 polystyrène expansé de 10 cm d’épaisseur (L 2 ) avec une conductivité thermique de k 2 = 0,03 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 :

facteur u - coefficient global de transfert de chaleur

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:

coefficient global de transfert de chaleur - calcul des pertes de chaleur

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:

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

  1. 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:

coefficient global de transfert de chaleur - calcul de l'isolation thermique

isolation thermique - polystyrène expanséLe coefficient global de transfert de chaleur est alors:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,03 + 1/30) = 0,276 W / m 2 K

Le flux de chaleur peut alors être calculé simplement comme:

q = 0,276 [W / m 2 K] x 30 [K] = 8,28 W / m 2

La perte de chaleur totale à travers ce mur sera:

perte = q. A = 8,28 [W / m 2 ] x 30 [m 2 ] = 248 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.

résistance thermique - équation

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