Qu’est-ce que l’isolation en fibre de verre – Définition

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.