La méthode de calcul

Les 3 Régions du pays imposent un niveau d’isolation thermique global des bâtiments minimum pour les constructions nouvelles ou rénovations lourdes.
Voici en résumé les principes de ce calcul. Pour obtenir tous les détails réglementaires de la méthode, on consultera utilement  l’annexe VII de la réglementation relative à la P.E.B.

Calculs

pour accéder à un petit logiciel de calcul du niveau K simplifié (ancienne norme NBN B 62-301) d’un bâtiment donné, cliquez ici !

Étape 1 : délimiter le volume protégé V

Le volume protégé V d’une construction est constitué par l’ensemble des locaux chauffés (directement ou non).
Délimiter le volume protégé revient à séparer ces locaux d’autres locaux non chauffés. En général, c’est la couche isolante qui détermine ce volume. Un grenier qui sert de chambre fait donc partie du volume protégé, même s’il n’y a pas de radiateur installé.

Dans le premier cas, la cave et le garage ne sont pas chauffés; dans le deuxième cas, il s’agit de deux locaux utilisés et chauffés. En toute logique, on souhaite que ce soit l’ensemble de la frontière de ce volume chauffé qui réponde à un minimum de qualité thermique.

Étape 2 : repérer la superficie de déperdition thermique At

La superficie de déperdition At est la somme de toutes les superficies de toutes les parois qui séparent le volume protégé :

  • de l’ambiance extérieure (1),
  • du sol (2),
  • des espaces voisins qui n’appartiennent pas à un volume protégé (3).

Remarque : les parois mitoyennes ne sont donc pas comptabilisées (puisque le delta de température est considéré comme nul ou négligeable).

Étape 3 : calculer le coefficient de transfert thermique par transmission du bâtiment Ht

HT = HD+Hg+HU    [W/K]

 où :

  • HD = coefficient de transfert thermique par transmission à travers les parois directement en contact avec l’extérieur [W/K] ;
  • Hg= coefficient de transfert thermique par transmission à travers les parois en contact avec le sol [W/K];
  • HU=coefficient de transfert thermique par transmission à travers les parois en contact avec des espaces non-chauffés [W/K];

Chacun de ces coefficients est calculé, pour chaque paroi, de manière générique par la formule suivante :

 où :

  • α : coefficient de pondération tenant compte de l’environnement de la paroi [0<α<1 (environnement extérieur)]La valeur de ce coefficient de pondération « a » a pour but de diminuer les déperditions des parois qui ne sont pas directement en contact avec la température extérieure. Ainsi, en toute logique, on considérera des déperditions différentes selon qu’un même mur soit en contact avec le sol, un espace non chauffé ou l’environnement extérieur.

Étape 4 : déterminer le coefficient de transfert de chaleur moyen du bâtiment « Um »

Um=Ht/At [W/m²K]

Le coefficient Um est donc obtenu par le rapport entre le coefficient de transfert thermique total (Ht) et la surface de déperditions du volume protégé (At). Cette valeur nous donne une idée de la déperdition énergétique moyenne par m² de surface déperditive.

Étape 5 : déterminer la compacité volumique du bâtiment V/At

La compacité volumique est le rapport entre le volume protégé V et la superficie de déperditions At du bâtiment.

C=V/At [m]

Plus grande est la compacité, plus petite est la perte d’énergie par m³ chauffé. La réglementation sera dès lors moins sévère pour des bâtiments avec grande compacité (ex : bloc d’appartements).

À noter que l’on peut en déduire une réflexion sur le plan de la composition architecturale : l’habitation « 4 façades » entourée d’un jardin n’est pas une bonne solution sur le plan environnemental (déperditions par m² élevées…).

Étape 6 : déterminer le niveau K du bâtiment

La réglementation définit conventionnellement le niveau K par la relation :

K= 100 Um/Um,réf

Compacité Um,réf
V/At < 1 m Um,réf = 1
1 m < V/At < 4 m Um,réf = (C+2) / 3
4 m < V/At Um,réf = 2

Le niveau K est donc directement fonction de la compacité volumique V/At et du coefficient moyen de transmission thermique Um.

 Exemple.

Si le Umoyen de l’enveloppe (= Um) est de 0,6 et que la compacité est de 0,9 m , le niveau « K » du bâtiment est « K60 ».
Mais un même Umoyen pour un bâtiment de compacité volumique 5 (immeuble d’appartements) entraîne une valeur « K30 ».
Et si la compacité volumique est de 2, K = (300 x 0,6) / (2 + 2) = 45, soit un bâtiment déclaré « K45 ».
Il est alors possible de comparer ce niveau à celui exigé par la Réglementation :

Calculs

pour accéder à un petit logiciel de calcul du niveau K simplifié (ancienne norme NBN B 62-301) d’un bâtiment donné, cliquez ici !

Remarques

  • Comme ce logiciel vous le montre, à partir du « K », il est possible d’établir un bilan énergétique très simplifié du bâtiment.
  • Un logiciel beaucoup plus complet Le logiciel PEB est accessible

Exemple chiffré

Voici les données de ce bâtiment très simplifié :

Mur extérieur avec 5 cm laine min.
U= 0,55 [W/m²K] .

Toiture avec 6 cm PS.
U= 0,48 [W/m²K].

Plancher avec 3 cm PS.
U= 0,82 [W/m²K] sur terre-plein
U= 0,73 [W/m²K] sur garage.

Porte extérieure : Ud = 3,5 [W/m²K]
Châssis bois + Double Vitrage : Uw = 2,69 [W/m²K].

Calculs

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