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| Simulation détaillée, chauffage / climatisation |
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Une grande importance est attribuée aux logiciels de simulation 'complexes'. Ces méthodes permettent de simuler en détail le fonctionnement des systèmes techniques et leur interaction avec le système-bâtiment. Toutefois, ce sont des outils qui nécessitent des compétences en thermique du bâtiment et une bonne maîtrise des outils informatiques. Le recours à ces outils se justifie à l'occasion de l'étude de bâtiments ou d'ensembles d'envergure, de solutions innovantes tant au niveau de l'architecture que des systèmes techniques. En raison de leur lourdeur, leur utilisation intervient à un moment où l'essentiel des choix architecturaux ont été faits.
Logiciels TRNSYS avec PREBID et IISIBAT
ESP-r
Equipements de mesure
D'un point de vue thermique on peut considérer un bâtiment comme un réseau complexe de résistances et de capacités thermiques reliant différentes régions et représentant un processus de stockage / déstockage de chaleur conductif, convectif, advectif* et radiatif. * terme utilisé en thermique du bâtiment et correspondant aux échanges de chaleur par mouvement de masse (généralement air) horizontal. La manière de traiter ce
problème mathématiquement (certaines parties peuvent être
négligées, des constantes peuvent être attribuées
ou des hypothèses simplifiées peuvent être faites)
va déterminer la flexibilité de la technique de simulation.
Il ne s'agit pas à proprement parler d'une simulation. Ce sont des méthodes de comparaison et de justification de la qualité thermique de l'enveloppe exigée lors du dépôt d'une autorisation de construire (p.ex. SIA 180/1). Cette approche très simple est applicable à des bâtiments 'conventionnels' seulement. Elle possède l'avantage de la simplicité adaptée à un outil de loi. Elle permet également le contrôle des risques de condensation (méthode de Glaser). Calcul statique (steady state)
Ces méthodes ne possèdent pas de mécanisme pour tenir compte correctement des effets de stockage / déstockage des gains solaires, apports ponctuels, échanges par rayonnement infrarouge, stratégies de régulation etc. Beaucoup de modèles tiennent compte uniquement des flux de chaleur à travers l'enveloppe (sous des conditions de couche limite spécifiques) et non de l'énergie du bâtiment. La réponse dynamique du bâtiment est négligée ou déterminée de manière grossière par des facteurs d'utilisation des gains de chaleur. Ces méthodes sont incapables d'évaluer de manière réaliste les flux thermiques à l'intérieur du bâtiment et de tenir compte des interactions entre le bâtiment et les installations techniques. Par conséquent, ces méthodes sont limitées au calcul du bilan thermique de chauffage pour des bâtiments conventionnels seulement et se verront progressivement supplantées par des algorithmes de calcul dynamique. Elles vont jouer un rôle décroissant, même au stade de l'avant projet où des problèmes d'imprécision peuvent mettre en doute leur faculté à fournir des réponses même indicatives. Pendant les années passées, nombre de méthodes simplifiées s'intéressant aux performances dynamiques ont été développées. Ces méthodes sont majoritairement basées sur des techniques de régression appliquées à des résultats de calculs paramétriques multiples issus des systèmes de simulation plus puissants. Les résultats attendus peuvent souvent être réduits à des relations simples ou présentés sous forme de tableau ou de graphique (fonctions I/O). Fonction réponse (response function) Il est possible de donner un moyen de tenir compte du comportement dynamique, en spécifiant des conditions-limite appropriées, permettant de résoudre de façon analytique les équations différentielles qui décrivent les flux de chaleur à travers le bâtiment. Les deux principaux axes de modélisation sont le " domain response function " et " frequency-domain response function ". Un exemple est la méthode dite " admittance " (ou moyennes et amplitudes) proposée par le " Chartered Institute of Building Services Engineers " (CIBSE). Avec l'avènement d'ordinateurs puissants, beaucoup de problèmes de complexité variable peuvent être résolus par des calculs numériques. Il existe deux principales techniques numériques : les différences finies et éléments finis (finite difference and finite element). La première est la technique la plus couramment utilisée dans la simulation énergétique des bâtiments. L'analogie qui existe entre les flux électriques et les flux de chaleur a conduit à la construction d'applications électriques analogiques, utiles dans l'étude de phénomènes de flux thermiques complexes. La technique est utile comme outil de recherche, permettant de réaliser des simulations de longue durée en très peu de temps, mais possède peu d'applications dans le contexte de projet.
En français " lancer de rayons ", est une technique qui permet de traiter les problèmes d'éclairagisme et d'acoustique. En partant de l'observateur (backward raytracing), cette technique reconstitue l'image visuelle ou sonore en opérant une succession de réflexions géométriques en tenant compte des paramètres de surface physiques (angles, diffusion, atténuation, réfraction…). Afin de reconstituer une image fidèle, un très grand nombre de réflexions doit être calculé ce qui nécessite des ressources de calcul importantes. La majorité des programmes de simulation sont basés sur les méthodes de " Fonction Réponse " et des " Eléments Finis ". Source de l'inventaire : ESRU, " University of Strathclyde " ; traduit de l'anglais et adapté.
Bibliographie
Liens
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Mise à jour
19-oct-05
| peter gallinelli © eig
2000-2005 | merci de poster remarques et suggestions éventuelles ici:
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Théorie
