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Qu’est-ce que l’isolation des murs creux – Définition

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. Génie thermique

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

et 0.035W / m ∙ K .

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 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 :

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 en laine de verreLe 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:

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.

résistance thermique - équation

 

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Cet article est basé sur la traduction automatique de l’article original en anglais. Pour plus d’informations, voir l’article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la à l’adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous apprécions votre aide, nous mettrons à jour la traduction le plus rapidement possible. Merci