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.
Isolation de grenier – Isolation de toiture
Le toit et le grenier sont une source très importante de pertes de chaleur d’une maison . L’isolation de grenier est une procédure de revêtement intérieur de protection thermiquement isolée, impliquant l’utilisation de verre, de laine de roche, de mousse de polyuréthane ou de mousse phénolique. Il convient de noter qu’il existe une différence entre isoler un toit en pente et un toit plat et qu’il existe une différence entre une isolation froide et une isolation thermique chaude. Une isolation de toit froid nécessite une isolation au niveau des solives afin d’empêcher la chaleur de s’échapper par l’espace sous le toit. Un toit chaud est isolé entre et sous les chevrons du toit lui-même.
L’ isolation de la toiture a pour objectif de réduire le coefficient de transfert de chaleur global en ajoutant des matériaux à faible conductivité thermique. L’isolation des toits et des combles dans les bâtiments est un facteur important pour le confort thermique de ses occupants. L’isolation de la toiture ainsi que d’autres types d’isolation réduisent les pertes de chaleur non désirées et réduisent également les gains de chaleur non désirés. 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.
Exemple d’isolation – Isolant cellulosique
L’isolant cellulosique est fabriqué à partir de produits en papier recyclé, principalement des journaux, et a une très forte teneur en matériaux recyclés. Les fibres cellulosiques obtenues ont une structure de type laine (donc de la laine de papier). Afin de rendre les fibres cellulosiques humides et ignifuges, de l’acide borique ou du sulfate d’ammonium sont ajoutés. L’isolation en cellulose est utilisée dans les cavités des murs et des toits pour isoler, résister aux courants d’air et réduire le bruit libre. L’isolant cellulosique est utilisé à la fois dans les maisons neuves et existantes, généralement comme remblai en vrac dans des installations de grenier ouvert et dense emballé dans des cavités de bâtiment. La cellulose et les autres matériaux en vrac peuvent être soufflés dans les greniers, les cavités murales finies et les zones difficiles d’accès.
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.).
- Calculez le flux de chaleur ( perte de chaleur ) à travers ce mur non isolé.
- 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.
- 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
- 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.
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