Charge thermique – définition, facteurs d'influence et calcul
Une installation de chauffage fonctionne de manière optimale lorsqu'elle est bien conçue et dimensionnée. De cette manière, il fait agréablement chaud pendant la saison de chauffage et l'installation fonctionne en même temps de manière efficace sur le plan énergétique.
Si la puissance d'une installation est trop faible pour le bâtiment et les conditions, par exemple, les locaux seront sous-alimentés aux heures de pointe. Il faut tenir compte du fait que des dégâts dus à l'humidité ou la formation de moisissures peuvent se produire à certaines températures de la pièce et de la surface des murs. De même, une installation de chauffage peut également être surdimensionnée. Dans ce cas, le brûleur accélère les cycles de marche/arrêt (ce qu’on appelle le «cadencement» car il n'y a pas d'absorption de chaleur dans une mesure suffisante. Une cadence élevée augmente l'usure des composants du brûleur.
Pour éviter cela, il importe de déterminer la charge thermique du bâtiment. Il existe un calcul normalisé pour ce faire. Nous vous expliquons en quoi consiste exactement la charge thermique, en quoi elle diffère des besoins en chaleur et ce qui se cache derrière le calcul de la charge thermique.
La charge thermique et sa signification
Le générateur de chaleur est choisi en fonction de la charge thermique calculée. Dans ce calcul, il faut également tenir compte de la production d'eau chaude. La charge thermique est exprimée en kW. La puissance doit être suffisamment élevée pour compenser les pertes de chaleur, notamment par l'enveloppe du bâtiment, et pour que le bâtiment soit agréablement chaud pendant la saison de chauffage. Une température intérieure donnée doit donc être maintenue. Pour cela, une certaine puissance de chaudière est requise.
La charge thermique normalisée peut être calculée soit pour dimensionner le générateur de chaleur, soit pour dimensionner les différentes surfaces de chauffe pièce par pièce. Dans les bâtiments existants, les chaudières et les surfaces de chauffe sont souvent surdimensionnées. En outre, même de petites modifications de l'enveloppe du bâtiment ont un impact sur la charge thermique. En effet, le simple fait de remplacer les fenêtres peut avoir des conséquences importantes. Il est donc d'autant plus important de faire évaluer la charge thermique dans le cadre d'une rénovation du système de chauffage. Pour une nouvelle construction, la charge thermique doit être déterminée dans tous les cas.
Ne pas confondre avec la demande en chaleur
Outre la charge thermique, on parle souvent de ce que l'on appelle les besoins en chaleur ou les besoins de chauffage. Ces termes ne doivent cependant pas être mis dans le même panier, car ils donnent des informations différentes sur le bâtiment. Alors que la charge thermique du bâtiment donne des indications sur la puissance de la chaudière, la demande et chaleur indique la quantité d'énergie nécessaire par mètre carré sur une période d'un an.
La demande en chaleur ou le besoin énergétique du bâtiment est donc un critère permettant de décrire la qualité énergétique d'un bâtiment. Il est calculé en kilowattheures par an et comparé à un mètre carré de surface utile nette. La notion de demande en chaleur n'est pas adaptée pour déterminer la puissance d'une chaudière.
Calcul de la charge thermique – Procédure et facteurs d'influence
Lorsqu'il s'agit de planifier une installation de chauffage pour une nouvelle construction, il est impératif de calculer la charge thermique. Elle devrait également être effectuée lors d'une rénovation. En effet, dans le cas contraire, la puissance de chauffage de l'installation ne correspond pas aux conditions actuelles du bâtiment. Un réajustement ou une compensation a posteriori est quasiment impossible. Il est donc d'autant plus important d'effectuer le calcul avec précision. Cela n'est pas possible pour les profanes. Lors de la rénovation, adressez-vous à une entreprise spécialisée / un installateur qui s'en chargera lors de la planification. Dans un projet de construction neuve, le calcul fait partie des tâches du concepteur de l'installation. Il existe certes quelques calculateurs en ligne qui permettent de calculer la charge thermique. Toutefois, leurs résultats ne sont qu'approximatifs et ne fournissent qu'une orientation de la charge de chauffage lors de la phase de pré-planification.
Procédure standardisée de calcul de la charge thermique
Le calcul de la charge thermique est basé sur la norme DIN EN 12831 « Installations de chauffage dans les bâtiments – Méthode de calcul de la charge thermique normalisée ». La charge thermique se compose des éléments suivants :
Déperditions de chaleur par transmission : Pertes par les éléments de l'enveloppe du bâtiment
Pertes de chaleur par la ventilation : Débit volumique de ventilation, fuites et renouvellement d'air minimum pour des raisons d'hygiène
Puissance de chauffage additionnelle : Puissance du chauffage pour fournir de la chaleur pendant uen courte période après une pause de chauffage
Dans un calcul, la somme des pertes de chaleur par transmission et par ventilation est additionnée à la puissance de chauffage additionnelle.
Facteurs d'influence spécifiques au bâtiment
Les grandeurs et valeurs suivantes ont une influence déterminante sur la charge thermique d'une installation de chauffage :
Température souhaitée : La norme DIN fixe des températures standard pour l'intérieur et l'extérieur.
Valeurs U : Cette valeur indique la quantité de chaleur qui s'échappe par un mètre carré de l'enveloppe du bâtiment pour une différence de température d'un degré. Cela s'applique à toutes les surfaces concernées : Murs extérieurs, fenêtres, portes extérieures, toitures, plafonds et sols des pièces peu chauffées et portes intérieures des pièces moins chauffées.
Renouvellement d'air : La valeur indique la fréquence à laquelle le volume d'air ambiant est renouvelé par ventilation naturelle ou mécanique.
Masse d'accumulation : La masse du bâtiment influence notamment la capacité de remise en température d'une installation après une longue pause de chauffage.
