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Calculer la charge de refroidissement des murs extérieurs, des fenêtres et des toits d'un bâtiment est si simple ! Savez-vous comment la calculer ?
Dans le monde actuel de la conception de bâtiments en constante évolution, le calcul précis des charges de refroidissement est essentiel à la conception des systèmes CVC. La méthode de calcul de la différence de température de charge de refroidissement (CLTD), également connue sous le nom de facteur de charge de refroidissement (CLF) ou facteur de charge de refroidissement solaire (SCL), fournit un moyen efficace d'estimer la charge de refroidissement ou de chauffage d'un bâtiment. Cette méthode a été introduite pour la première fois par l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) en 1979 et est encore largement utilisée aujourd’hui.
La méthode de calcul de la charge de refroidissement CLTD/CLF/SCL est considérée comme une approximation assez précise du gain de chaleur total de l'enveloppe du bâtiment à utiliser pour le dimensionnement des équipements CVC.
Origine de la méthodologie CLTD/CLF/SCL
La naissance de la méthode CLTD/CLF/SCL rend le calcul des charges de refroidissement et de chauffage beaucoup plus simple. Cette méthode est destinée à être une alternative de calcul simplifiée aux méthodes de calcul complexes telles que la méthode de la fonction de transfert et la méthode de la température sol-air. Historiquement, l’erreur calculée à l’aide de cette méthode n’est généralement pas supérieure à 20 % de surestimation et à 10 % de sous-estimation.
Développement et amélioration au fil du temps
Depuis son introduction en 1979, la méthode a subi plusieurs améliorations. Des recherches menées en 1984 ont révélé certains facteurs qui n’avaient pas été pris en compte dans la publication originale de la méthode. Au cours des années suivantes, les projets de recherche de l’ASHRAE ont continué à compléter cette méthode avec de nouvelles données et corrections. En 1993, une méthode CLTD/CLF/SCL plus rationalisée a été élaborée, améliorant encore sa praticité.
Application du modèle CLTD/CLF/SCL
Les modèles CLTD/CLF/SCL utilisent des données prédéfinies pour accélérer et simplifier le processus d'estimation des charges de refroidissement ou de chauffage. Les données sont réparties en différents groupes en fonction d’un certain nombre de variables, notamment le matériau de l’enveloppe du bâtiment, l’épaisseur du matériau de construction, le jour de l’année, l’heure de la journée et l’orientation de la surface. La définition de toutes ces variables est essentielle pour sélectionner les données CLTD/CLF/SCL correspondantes.
Pendant le processus de calcul, les résultats obtenus sont normalisés en fonction des différents gains de chaleur pour générer les données tabulaires requises pour CLTD, CLF et SCL.
Introduction aux variables clés
CLTD, en tant que facteur de charge de refroidissement le plus important dans cette méthode, représente la différence de température entre l'air intérieur et extérieur tout en tenant compte de l'influence du rayonnement solaire. Le CLF prend en compte le décalage temporel entre les pics de température extérieure et intérieure. Pour les matériaux tels que les fenêtres et le verre, le coefficient d’ombrage (SC) est également souvent utilisé pour évaluer le gain de chaleur. Enfin, le facteur de charge de refroidissement solaire (SCL) prend en compte les variables liées à la charge thermique solaire, notamment les coordonnées globales du bâtiment et la taille de la structure.
Utilisation des tableaux de données
ASHRAE fournit des tables pour des latitudes sélectionnées, cependant dans le passé le programme CLTDTAB, qui était utilisé pour générer des tables CLTD/CLF/SCL spécialisées, bien que n'étant plus disponible, jouait un rôle important dans les calculs pour différentes régions. Malgré l’absence actuelle d’un tel programme, des solutions logicielles similaires peuvent encore être trouvées sur le marché.
Résumé et réflexions
Les progrès technologiques ont facilité le calcul des charges de refroidissement des bâtiments, mais pourquoi de nombreux professionnels du bâtiment ont-ils encore des réserves quant à la conception des systèmes CVC malgré des méthodes de calcul aussi précises ?
