Calcul du coefficient de transfert thermique U d’une fenêtre

Ani AMBARTSUMIAN ©

Objet : calcul du coefficient de transfert thermique U, [W/(·K)] des fenêtres pour différentes parts du cadre. Exemple concret de ce calcul.

Une fenêtre constitue une construction inhomogène présentant différentes  propriétés  d’isolation  thermique. Les cadres et les surfaces vitrées interviennent dans le calcul en fonction de leurs valeurs U et  de  leurs  surfaces  respectives. La fenêtre est l’élément de construction qui a le plus évolué du point de vue énergétique.

Fig. 1 Les zones de la fenêtre

La valeur U d’une fenêtre, notée  ,  sera calculée de la façon suivante:

Où :
est le coefficient  de  transfert  thermique du cadre, en W/( ·K) ;
Les  valeurs  sont les suivantes :
    – Bois / bois-métal :
    – Matière synthétique :
    – Profilés métalliques isolés :

: surface de projection du cadre, en ;
: coefficient  de  transfert  thermique du vitrage, en W/( ·K) ;
: surface de projection du vitrage, en ;
: coefficient de transmission thermique linéique de l’intercalaire (par rapport au vide de lumière du vitrage), en W/(m · K) ;
La valeur  est une fonction du coefficient  de  transfert  thermique du cadre  et du coefficient  de  transfert  thermique du vitrage : )

Pour  des intercalaires  en  aluminium,  on  peut  introduire dans le calcul les valeurs  suivantes :

Tabl. 1 Coefficient de transmission thermique linéique pour intercalaire en aluminium

: longueur périmétrique des intercalaires, en m ;

: surface de projection de la fenêtre, en  ;


Exemple du calcul du  coefficient  de  transfert  thermique U d’une fenêtre

À  l’aide  de l’exemple suivant vous allez voir comment déterminer la valeur U d’une fenêtre par le biais du tableau ou la calculer exactement.

Exemple : Calculer le  coefficient  de  transfert  thermique U d’une fenêtre avec un cadre en bois munis de vitrage thermo-isolant double, dont le coefficient  de  transfert  thermique est  1.1  W/( ·K).

Fig. 2 Le croquis de la fenêtre avec les dimensions

Solution de l’exemple :

Surface de projection de la fenêtre:

Surface de projection du vitrage:

Surface de projection du cadre:

Comme la fenêtre est avec un cadre en bois, le coefficient  de  transfert  thermique du cadre est suivant :

D’après l’exemple, le coefficient  de  transfert  thermique du vitrage est :

Comme il n’y a pas de données spécifiques concernant les intercalaires, on considère qu’ils sont en aluminium.

Pour  des intercalaires  en  aluminium,  on  trouve la valeur  à l’aide du Tableau 1 ci-dessus. Le coefficient de transmission thermique linéique de l’intercalaire est :

Le périmètre des vitrages est :

Donc, on peut calculer le  coefficient  de  transfert  thermique U de la fenêtre :

Le résultat :

Détermination de la valeur U d’une fenêtre  à l’aide du tableau

Tabl. 2 Tableau pour déterminer la valeur U des fenêtres

Comme on ne connaît pas la part du cadre d’une fenêtre, on admettra pour la détermination des valeurs   une «part du cadre de 30%».

Le coefficient  de  transfert  thermique du cadre en bois est :

Le coefficient  de  transfert  thermique du vitrage est :

Tabl. 3 Résultat du calcul

Le résultat :

Lors du choix d’une fenêtre du point de vue énergétique: il faut choisir une fenêtre avec une valeur  aussi basse que possible.

Laissez un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *