Facteur de température

Définition

Le facteur de température τ  d’une paroi d’un local détermine la différence entre la température intérieure de surface (η_oi) en un point quelconque de la surface intérieure et la température extérieure (η_e) lorsque la différence de température entre l’ambiance intérieure (η _i) et l’ambiance extérieure (η_e) du local est égale à 1 K.

Exemple :

Le facteur τ caractérise une paroi :

Soit,
R_m : la résistance thermique de la paroi entre ses deux faces.
R_T : la résistance thermique totale de la paroi (R_T = R_m + R_e + R_i).

où,

• R_e : la résistance thermique d’échange superficiel d’une surface extérieure.
• R_i  : la résistance thermique d’échange superficiel d’une surface intérieure.

Si nous représentons en abscisse la résistance thermique des différentes partie de la paroi (au lieu de son épaisseur), l’évolution de la température est donnée par une droite reliant les points dont les coordonnées sont (0,η_e) et (R_T,η_i).

Evolution de la température dans une paroi de résistance thermique Rm pour une température intérieure η_i

Il résulte de la figure ci-dessus que :

Le facteur de température τ exprimé de cette façon est indépendant des condition réelles de température (ηi et ηe) et il est donc entièrement déterminé par une configuration (matériaux et épaisseur) de paroi. Le facteur de température τ caractérise donc une paroi ou n’importe quel élément de construction !

Calcul du coefficient de transmission thermique U d’une paroi à partir des températures ambiantes et de surface

	=
	=>
	=
	=
0,125 U	=
	=
	=
	=

U =

Paramètres qui influencent la température intérieure de surface (η_oi) de la paroi :

Les deux schémas ci-dessous montrent que pour une température extérieure (η_e) donnée, la température intérieure de surface des parois (η_oi) augmente lorsque :

• La température intérieure augmente.
  On constate, en effet, que pour η_i2 >η_i1 :
  η_{oi 2A} > η_{oi 1A}
  et η_{oi 2B} > η_{oi 1B}

• La résistance thermique de la paroi augmente.
  On constate, en effet, que :
  et η_{oi 1B} > η_{oi 1A} pour η_i1
  et η_{oi 2B} > η_{oi 2A pour ηi2}

Evolution de la température dans les deux parois A et B de résistance thermique Rm différente (RmA < RmB) pour deux valeurs de température intérieure ηi (ηi2 >ηi1).

Le facteur de température (τ) en un point d’un détail constructif ou d’un pont thermique est la différence entre la température intérieure de surface (η_oi) en ce point et la température extérieure (η_e) lorsque la différence de température entre l’ambiance intérieure (η_i) et l’ambiance extérieure (η_e) du local est égale à 1 K.

Or, comme montré ci-dessus, le facteur de température τ est indépendant des condition réelles de température (η_i et η_e) : il est entièrement déterminé par la configuration (matériaux et épaisseur) du détail constructif. La connaissance de la configuration précise d’un détail constructif nous suffit donc pour calculer le facteur τ en plusieurs points.

Exemple. τ1 = 0,585; τ2 = 0,8; τ3 = 0,91; τ4 = 0,455; τ5 = 0,61; τ6 = 0,55; τ7 = 0,6; τ8 = 0,84.

Remarques.

• Au droit d’éléments de construction ou de ponts thermiques complexes, il est difficile de calculer les facteurs de température manuellement. Ces calculs se font par programmes informatiques (basés, par exemple, sur la méthode des éléments finis ou des différences finies). Les facteurs de température ci-dessus ont été calculés à l’aide du programme KOBRU 82.

• Pour les calculs des facteurs de température, comme condition limite supplémentaire, on a supposé que le pont thermique est caractérisé par une valeur de résistance d’échange thermique superficiel intérieur (R_i) d’environ 0,2 m²K/W (au lieu de R_i = 0,125 m²K/W), pour tenir compte du fait que les ponts thermiques les plus nuisibles se situent généralement dans les angles des locaux ou derrière des meubles où l’apport de chaleur venant du local peut se faire moins facilement.

• De nombreux ponts thermiques tels que celui repris ci-dessus, ont été calculés. Les résultats sont sont repris dans la NIT 153.

Le facteur de température minimum (τ_min) d’un détail constructif ou d’un pont thermique est la différence entre la température intérieure de surface minimum (η_{oi min}) du détail constructif et la température extérieure (η_e) lorsque la différence de température entre l’ambiance intérieure (η_i) et l’ambiance extérieure (η_e) du local est égale à 1 K.

τmin caratérise le détail constructif ou le pont thermique !