On souhaite déterminer l'énergie et le temps nécessaires pour élever la température des murs de trois habitations différentes. Les maisons sont supposées très bien isolées par l'extérieur, rendant quasi nulles les pertes de chaleur vers l'extérieur.

Suite à une inoccupation prolongée de chacune d'elles, on souhaite élever la température des murs de 10°C grâce à un système de chauffage dont la puissance moyenne est de 6 kW.

Pour chaque habitation, DÉTERMINER :

  • la masse de matériaux de construction constituant les murs

  • l'énergie qu'il faudra fournir aux murs pour les mettre à la température souhaitée

  • le temps (en heures et minutes) nécessaire au système de chauffage pour fournir cette chaleur aux murs

Question

Maison des années 1930 en moellons de granit (L'étude porte seulement sur les 1ier et 2ème étages)

Élévation d'un niveau : 3m

Épaisseur des murs : 45 cm

Surface des ouvertures : 10 % de la surface des murs.

Masse volumique du granit : 2700 kg/m3

Capacité thermique massique du granite : 790 J kg-1 K-1

Q2-1 / CALCULER la masse de matériaux de construction constituant les murs

Indice

faire un croquis de la section d'un étage

Calculer l'air de la section de l'étage

Indice

Le calcul du volume tien comte du % d'ouverture.

Question

Q2-2 / CALCULER l'énergie qu'il faudra fournir aux murs pour les mettre à la température souhaitée. EXPRIMER le résultat en kWh.

Indice

Formule de calcul de l'énergie :

Q = m x C x ΔTo

Avec :

Q : Énergie nécessaire pour élever la température d'une structure de masse m de ΔTo. Elle s'exprime en J (Joule)

m : Masse de la structure en kg.

C : Capacité thermique massique du matériau.Elle s'exprime en J kg-1 K-1

ΔTo : C'est la variation de température désirée

Question

Q2-3 / CALCULER le temps (en heures et minutes) nécessaire au système de chauffage pour fournir cette

Indice

Rappel : l'énergie est le produit de la puissance par le temps ( W = P x t )

Question

MAISON DES ANNEES 1980 EN BLOCS DE BETON (« PARPAINGS »)

Élévation : 2,70 m

Surface des ouvertures : 20 % de la surface des murs.

Masse du bloc béton : 19 kg

Quantité/m² : 10

Capacité thermique massique du béton :

880 J kg-1 K-1

Q2-4 / CALCULER la masse de matériaux de construction constituant les murs

Indice

Calculer la surface des murs extérieurs en tenant compte des ouvertures

Calculer le nombre de blocs en béton.

Question

Q2-5 / CALCULER l'énergie qu'il faudra fournir aux murs pour les mettre à la température souhaitée. EXPRIMER le résultat en kWh.

Indice

Formule de calcul de l'énergie :

Q = m x C x ΔTo

Avec :

Q : Energie nécessaire pour élever la température d'une structure de masse m de ΔTo. Elle s'exprime en J (Joule)

m : Masse de la structure en kg.

C : Capacité thermique massique du matériau.Elle s'exprime en J kg-1 K-1

ΔTo : C'est la variation de température désirée

Question

Q2-6 / CALCULER le temps (en heures et minutes) nécessaire au système de chauffage pour fournir cette

Indice

Rappel : l'énergie est le produit de la puissance par le temps ( W = P x t )

Question

Maison des années 2000 en brique alvéolaire (type « Monomur »)

Elévation : 2,70 m

Surface des ouvertures : 20 % de la surface des murs.

Masse d'une brique : 19,5 kg

Quantité/m² : 16,5

Capacité thermique massique de la brique : 840 J kg-1 K-1

Q2-7 / CALCULER la masse de matériaux de construction constituant les murs

Indice

Calculer la surface des murs extérieurs en tenant compte des ouvertures

Calculer le nombre de briques alvéolaires.

Question

Q2-8 / CALCULER l'énergie qu'il faudra fournir aux murs pour les mettre à la température souhaitée. EXPRIMER le résultat en kWh.

Indice

Formule de calcul de l'énergie :

Q = m x C x ΔTo

Avec :

Q : Energie nécessaire pour élever la température d'une structure de masse m de ΔTo. Elle s'exprime en J (Joule)

m : Masse de la structure en kg.

C : Capacité thermique massique du matériau.Elle s'exprime en J kg-1 K-1

ΔTo : C'est la variation de température désirée

Question

Q2-9 / CALCULER le temps (en heures et minutes) nécessaire au système de chauffage pour fournir cette

Indice

Rappel : l'énergie est le produit de la puissance par le temps ( W = P x t )

Question

Q2-10 / CONCLURE sur le choix des matériaux de construction à utiliser en ne prenant en compte que le facteur isolation thermique. JUSTIFIER votre réponse.