Manuel d'utilisation de la simulation thermique d'une maison

Cette simulation permet d'explorer le comportement thermique d'une maison et de comprendre comment construire une maison plus économe en énergie.
La performance thermique d'une maison dépend de sa capacité à échanger de l'énergie thermique avec le milieu extérieur et s'exprime par le coefficient de déperdition d'énergie thermique de la maison exprimé en W/°C. Ce coefficient sert ensuite à calculer les déperditions d'énergie thermique (en kWh) de la maison dans un climat donné pour un intervalle de temps donné.

Cette simulation permet:
- de calculer le coefficient de déperdition d'énergie thermique d'une maison
- et dans un second temps (avec l'onglet "Temperature") de calculer les "déperditions" d'énergie thermique de cette maison dans un contexte climatique donné et pour un intervalle de temps donné. (déperditions = besoins d'énergie pour le chauffage par temps froid / pour le rafraîchissement par temps chaud)
Mais aussi:
- d'estimer et de comparer le comportement thermique de chacun des éléments d'une maison : performance de divers matériaux, influence de l'épaisseur, performance d'un élément complet de l'enveloppe (murs, portes, toit, ...), importance de la ventilation, etc.
- d'explorer les effets du climat (température extérieure) et du réglage de la température intérieure, pour une maison ayant une certaine performance thermique.

Figure 1. Ecran de l'onglet pour les murs (Walls). Tous les paramètres modifiables sont reconnaissables à leur fond rose ; les résultats calculés par la simulation sont sur fond vert.

Utilisation

• Onglet "General"

--> Entrez la surface habitable et le nombre d'habitants

• Onglets "Walls", "Roof", "Floor", "Windows" et "Doors"

--> Entrez les caractéristiques de la composante de l'enveloppe de la maison (murs, toit, sol, fenêtres ou portes extérieures).
- surface TOTALE de la composante (surface totale du toit, surface de l'ensemble des fenêtres, surface totale des murs sans les portes et les fenêtres, etc.)
-matériau de construction de la structure rigide ("structure materials") et matériau d'isolation pour les murs, le toit et le sol. Pour les fenêtres et les portes extérieures, vous ne pouvez choisir que le type de fenêtre ou de porte.
-épaisseurs du matériau de structure et d'isolation
<-- Calcule instantanément les coefficients thermiques des matériaux, de la composante et de la maison

• Onglet "Ventilation"(renouvellement de l'air pour les habitants, les sanitaires et la cuisine)

--> Entrez le type de ventilation
--> Réglez le débit d'air de la ventilation
<-- Calcule le coefficient de déperdition pour la ventilation et pour la maison et vous indique le nombre maximal d'habitants possible

• Onglet "House data"

- Récapitule toutes les données : vos choix et les résultats correspondants
- Une valeur du coefficient de déperdition thermique de la maison par mètre carré de surface habitable ("House enveloppe efficiency coefficient" en W°C^-1m^-2)

• Onglet "Temperature"

--> entrez la température intérieure de la maison, la durée sur laquelle calculer les déperditions d'énergie thermique, la température extérieure moyenne pendant cette période de temps
<-- Calcule instantanément la quantité d'énergie thermique "perdue" (perdue en hiver/gagnée en été) par la maison dans cette période de temps (en Joules et en kWh). Indique aussi la puissance moyenne correspondante (en kW).
A l'inverse, vous pouvez entrer une valeur de consommation énergétique, des températures intérieures et extérieures et une durée ; la simulation calcule le coefficient de déperdition thermique de votre maison.

ATTENTION : pour traiter un cas de maison, il faut faire un schéma de votre maison et calculer la surface habitable, la surface totale des murs (sans les portes et les fenêtres), du toit, du sol, des fenêtres et des portes extérieures. A vous de prendre en compte le fait qu'une augmentation de l'épaisseur des murs a pour effet de diminuer la surface habitable, etc.

Limites de la simulation

La simulation prend en compte les échanges thermiques entre la maison et l'extérieur pour le calcul de son coefficient de déperdition d'énergie thermique. Ces échanges se font par le renouvellement de l'air intérieur (ventilation) et au travers de l'enveloppe extérieure de la maison (murs extérieurs + toit + sol + fenêtres + portes extérieures). La simulation ne prend pas en compte les phénomènes d'inertie, ni les ponts thermiques (ce qui est raisonnable si la maison est isolée par l'extérieur), ni les apports intérieurs annexes (par exemple chaleur dégagée par les habitants ou les appareils électriques).
Pour le calcul des besoins de la maison en énergie thermique, la simulation prend en compte la température extérieure moyenne, la température intérieure désirée et le temps (durée). Elle ne prend pas en compte les autres effets climatiques (comme les apports extérieurs par rayonnement solaire, les effets du vent, ...).