Rapports d'activités des partenaires

Projet éducatif européen «Energ@TIC»
4ème Comité de pilotage - 24 et 25 avril 2009, Embourg

Galatasaray Lisesi - TR

Défi Chauffage

Qu'est-ce qu'une maison thermiquement isolée ?

• Nous allons nous interresser à la déperdition de chaleur moyenne par m 2 de surface exposée à l'extérieur pour maintenir une différence de 1 C entre l'intérieur et l'extérieur du batiment. D'où un coefficient nommé Dm s'exprimant en W/m 2 C.
• Une installation “passive” a un coefficient de 0,13 W/m 2 C max.
  (www.lamaisonpassive.be/isolation-thermique)
• Chaque seconde, pour maintenir une différence de 1 °C entre l'intérieur et l'extérieur d'un mur de surface 1 m 2 , l'installation doit fournir un chaleur = 0,13 J.
• Mais il est superflu d'investir si U < 1 W/m². C au niveau d'une paroi d'un bâtiment exista nt .
  (www-energie.arch.ucl.ac.be/cdrom//facade/evaluer/facevisolationmur.htm)
• Objectif : calculer ce coefficient pour évaluer la qualité de l'isolation thermique d'une installation.

Comment évaluer Dm de notre école ?

Première approche : à partir de l'étude de la consommation annuelle (une estimation sans mesure).

Le Lycée Galatasaray :

• est chauffé au gaz naturel ;
• sa combustion a lieu dans des chaudières classiques (à “non condensation”).
• le rendement est de R=90% au maximum (il est possible d'atteindre 99% avec des chaudières à condensation);
• le détail des factures de gaz naturel permet de connaître “exactement” la chaleur maximale produite pour 1 m 3 de ce gaz : Q=10,71 kWh/m 3 .

Evaluation pour l'année 2007

Il est donc possible de trouver Dm connaissant :
- la consommation annuelle soit V=260000 m 3
- la surface des bâtiments exposée à l'extérieur (murs, fenêtres, toitures) S=21000 m 2
- la différence des températures moyennes soit ∆T=10 C en hiver
- la durée annuelle de chauffage t=150 jours

Expression de Dm

• Dm =R.V.Q/(S.∆T.t)
• Dm =0,90.260000.10700/(21000.10.150.24)
• Dm =3,3 W/m 2 C valeur moyenne et grossière.
• En effet, le volume de gaz utilisé sert aussi au chauffage de l'eau (ce qui tend à diminuer Dm ) et le chauffage n'est pas permanent (ce qui tend à augmenter Dm ).

Deuxième approche : à partir d'une consommation journalière (estimation avec mesures) :

• Chose pas toujours facile car certains jours, le gaz est aussi utilisé pour chauffer l'eau des douches.
• Le principe :
  - mesurer la température moyenne à l'intérieur et à l'extérieur des bâtiments pendant la journée, matin, midi et soir. Une fille (responsable des mesures dans l'internat fille) et un garçon (responsable de l'internat garçon) se sont chargés de ces mesures.
  - mesurer des températures dans le maximum de pièces de l'école (loin des radiateurs et des fenêtres).

Le mardi 17/02/2009 : (jour de douches donc dépenses chauffage et eau chaude)

• V=1485 m 3 , ∆T=12,1 C, S=21000, t=16,5 h. (journée froide et ensoleillée)
• D'où : Dm =0,90.1485.10800/(21000.12,1.16.5)
• Dm =3,4 W/m 2 C

Remarques sur ces résultats

• Ils restent encore approximatifs car le calcul réalisé est celui du régime permanent.
• L'erreur réalisée sur les mesures reste cependant faible (<10%) car effectuée des jours de grand froid (pour Istanbul), entre 7 et 9 C en moyenne sur la journée d'où un ∆T important minimisant l'erreur.

Bilan

Quelle valeur de Dm serait accessible pour notre école ?

• Dans cette école, l'épaisseur des murs est au minimum de 70 cm soit un coefficient d'isolation de 1,1 W/m 2 C au minimum (aussi bien pour les murs extérieurs que pour les cloisons intérieures : d'où une grande inertie thermique).

• Les fenêtres étant en simple vitrage, leur coefficient est au minimum de 5 W/m 2 C. Il existe des fenêtres doubles vitrages dont le coefficient Dm avoisine 1 W/m 2 C.
• Il semble donc envisageable de pouvoir atteindre un coefficient voisin de 1 W/m 2 C.

Comment expliquer ce mauvais coefficient Dm =3 W/m 2 C ?

• Type d'installation :
  • chauffage par le haut : c'est à dire par la toiture non isolée avec une légère isolation des tuyaux !!!!!

  
  

  • absence de régulation, d'où l'obligation d'ouvrir les fenêtres à certaines heures tellement il fait chaud.

  

  • fenêtres de mauvaise qualité à simple vitrage fermant souvent très mal ou en mauvais état.
    

  

  • deux puits de lumière non isolés.

  

Il est aussi possible de diminuer la consommation globale de l'école sans améliorer ce coefficient.

• En effet, on chauffe tout ou rien, même les bâtiments vides.
• Lors des vacances scolaires, l'ensemble des bâtiments est chauffé alors qu'il n'y a pas d'élèves: ceci est nécessaire car beaucoup d'employés logent dans l'école en permanence. L'installation ne permet pas de chauffer seulement le bâtiment des logements (cette option est en réalité possible mais l'absence de circulation d'eau dans l'installation entraîne l'apparition d'air dans les radiateurs : il faut alors purger des centaines de radiateurs).

PLAN D'ACTİON ENVİSAGE

Qu'est-il envisageable pour amener le coefficient Dm de 3 à 1 W/m 2 C ?

• changer les fenêtres pour du double vitrage mais il faudrait avant tout que l'installation soit régulée sinon il faudra encore ouvrir les fenêtres l'après midi.
• éviter que la distribution du chauffage ait lieu par la toiture, lieu non occupé et non isolé.
• équiper le bâtiment de fenêtres à double vitrage, d'abord dans les dortoirs (dernier étage) où il fait froid le matin (parfois 16-17 C) puis, dans un deuxième temps, dans les salles de classe au deuxième étage et au rez de chaussée.
• L'investissement serait important (plus de 300 fenêtres de 7 m 2 environ!!!) mais en 5 mois la facture de chauffage étant supérieure à 100 000 € et avec Dm passant de 3 à 1 W/m 2 C, l'économie envisagée serait de 65 000 € par an.