La valeur U ou coefficient de transfert de chaleur d'un composant est la variable mesurée la plus importante pour ses propriétés isolantes. Lisez ici comment il est calculé et ce que cela signifie exactement.
Les choses les plus importantes en un coup d'œil
Que signifie la valeur U?
La valeur U indique la quantité de chaleur qui traverse un mètre carré d'un composant par unité de temps avec une différence de température de 1 K. Il sert donc d'unité de mesure pour indiquer la déperdition thermique d'un composant.
Quelle valeur U est la meilleure?
Plus la valeur U est élevée, plus l'effet isolant est mauvais. En conséquence, une valeur U faible est le signe d'un bon effet d'isolation.
Comment calculez-vous la valeur U?
Pour les composants homogènes constitués d'un seul matériau, la valeur U est calculée en divisant la conductivité thermique λ par l'épaisseur de la couche.
Que signifie la valeur U?
La valeur U, également appelée coefficient de transfert de chaleur ou perméabilité à la chaleur, indique le flux de chaleur horaire à travers un composant du côté chaud vers le côté froid. Plus précisément, il décrit la quantité de chaleur transportée de l'intérieur vers l'extérieur en une seconde à travers un composant d'un mètre carré avec une différence de température d'un degré (1 K) Celsius. Cela permet de déterminer les propriétés d'isolation d'un composant.
Fondamentalement:Plus la valeur U est basse, meilleur est l'effet d'isolation. Ou, au contraire, plus la valeur U est élevée, plus l'effet d'isolation est mauvais. Vous pouvez calculer la valeur U avec une formule ou en ligne avec une calculatrice de valeur U. La valeur U est exprimée en watts par mètre carré et en Kelvin W / (m² · K). Les exemples suivants devraient vous aider à vous faire une idée de la valeur U ou des bonnes et mauvaises propriétés d'isolation.
- Fenêtres avec vitres: valeur U de 5,2 W / (m² · K)
- Fenêtres avec double vitrage: valeur U de 3,5 W / (m² · K)
- Fenêtres avec vitrage isolant thermique: valeur U de 1,8 W / (m² · K)
- Fenêtres avec vitrage isolant thermique moderne: valeur U de 1,4 W / (m² · K)
- Fenêtre de maison basse consommation: valeur U ≤ 1,2 W / (m² · K)
La valeur U et l'EnEV
L'ordonnance sur les économies d'énergie EnEV définit une valeur U maximale pour tous les composants d'une maison et détermine la quantité de chaleur qu'une maison peut perdre. Elle s'applique à toutes les mesures de rénovation, sauf que votre maison est un bâtiment classé. Il existe également une limite de minimis (règle de 10%) pour les petits travaux, de sorte que les exigences ne s'appliquent pas si un composant n'est que peu rénové (par exemple, la réparation de fissures).
Cependant, si vous souhaitez rénover en profondeur votre maison, par exemple en renouvelant la toiture, vous devez vous conformer aux exigences de l'EnEv. Les valeurs varient en fonction du type de maison. Dans la maison passive, par exemple, les valeurs maximales prescrites peuvent être inférieures de près de 70% à celles d'une maison standard. Lors de la construction d'un nouveau bâtiment ou de la rénovation d'un bâtiment existant, les exigences minimales de valeur U doivent être respectées.
Si les valeurs U spécifiées n'ont pas été respectées pendant la construction, il n'y a aucune obligation de modernisation, sauf pour le dernier étage. Tant que cela est accessible et que les pièces du dessous peuvent être chauffées, une valeur U de 0,24 W / (m² · K) pour le plafond du dernier étage ne doit pas être dépassée dans les bâtiments résidentiels. L'objectif de l'augmentation constante des exigences sur la valeur U est énoncé tout simplement: économie d'énergie. Une maison aussi bien isolée que possible des conditions climatiques extérieures, c'est-à-dire une faible valeur U, signifie que moins d'énergie doit être utilisée pour garder Your-Best-Home.net au chaud.
Bon à savoir: Les valeurs U de l'EnEV ne doivent pas être respectées si les composants ont été construits ou renouvelés après le 31 décembre 1983 conformément à la réglementation en matière d'économie d'énergie (ordonnance sur l'isolation thermique).
"La valeur U ne décrit pas complètement le comportement énergétique d'une maison", critiquent les experts. Ils sont convaincus que les maisons en bois massif, par exemple, consomment beaucoup moins d'énergie en pratique que ne le montrent les calculs théoriques du coefficient de transfert de chaleur.
Quelles valeurs U prescrites par EnEV?
Selon l'EnEv, les valeurs U suivantes doivent être respectées:
Mur extérieur: Une valeur U maximale de 0,24 W / (m²K) s'applique à l'isolation de la façade.
Windows: si vous remplacez vos fenêtres, une valeur U maximale de 1,30 W / (m²K) est autorisée. Si vous remplacez uniquement les volets, une limite de 1,10 W / (m²K) s'applique aux nouveaux volets. La valeur U limite pour les fenêtres de toit est de 1,40 W / (m²K). Les portes-fenêtres à mécanisme coulissant ou pliant peuvent avoir une valeur U maximale de 1,6 W / m²K.
Toiture: Pour un toit en pente, l'isolation ( isolation entre chevrons, isolation sous chevrons, isolation au-dessus des chevrons) a une valeur U maximale de 0,24 W / (m²K). Avec un toit plat (toit chaud, toit froid ou toit inversé), une valeur U de 0,20 W / (m²K) est autorisée.
Plafond du dernier étage: Une valeur U de 0,24 W / (m²K) s'applique aux isolants piétonniers et non piétonniers.
Portes extérieures: Ici, la valeur U doit être inférieure à la valeur U 1,8 W / (m²K).
Plafond du sous-sol, murs du sous-sol, plancher du sous-sol: Si vous isolez le plafond de votre sous-sol par le haut ou par le bas, une valeur U de 0,30 W / (m²K) s'applique. Il en est de même pour l'isolation de la paroi de la cave de l'intérieur ou de l'extérieur (isolation périmétrique). Si vous isolez votre sous-sol, vous devez faire attention à une valeur U de 0,50 W / (m²K) maximum.
Calculez la valeur U
Les variables suivantes sont impliquées dans la valeur U:
- Chaleur = énergie thermique par unité de temps = quantité physique, puissance avec l'unité W (watt)
- Superficie = 1 mètre carré (mètre carré) de surface d'un composant, par exemple mur, plafond ou toit
- Différence de température de 1 Kelvin entre la surface intérieure et extérieure d'un composant, la température de l'air étant ici désignée et non la température à la surface du composant
- Kelvin est l'unité de mesure de la différence de température; 1 Kelvin correspond à 1 degré Celsius
Calculer la valeur U des composants homogènes
Le principal facteur décisif dans le calcul de la valeur U est la conductivité thermique des matériaux utilisés. Le calcul est assez simple pour des composants homogènes. Il suffit de diviser la conductivité thermique λ par l'épaisseur de la couche.
Calculer la valeur U des composants multicouches
C'est plus compliqué avec les composants multicouches. Dans ce cas, vous calculez les valeurs U des couches individuelles, prenez leur réciproque, ajoutez les valeurs réciproques et prenez l'inverse du total.
La valeur U comme objet de recherche
Un essai au feu à grande échelle avec des éléments de construction en bois a stimulé la recherche: sur les 1210 degrés Celsius à l'intérieur du bâtiment d'essai, seulement 9,5 degrés avaient franchi le mur en bois massif - presque toute l'énergie du feu était stockée par le mur, qui n'avait que dix centimètres d'épaisseur. Cette remarquable capacité à stocker la chaleur mérite une enquête plus approfondie.
Le fabricant a fait mesurer la valeur U des éléments de construction en bois massif dans une «boîte chauffante régulée» conformément à la norme européenne EN ISO 8990. Les instituts d'essai fournissent une «boîte chaude» contrôlée par ordinateur qui mesure le coefficient de transfert de chaleur en fonction du transport de chaleur.
Flux de chaleur constant dans le laboratoire
Le composant de test respectif a été installé entre deux salles de laboratoire - dans ce cas un élément en bois massif de 208 millimètres d'épaisseur et d'un mètre carré. Une salle de mesure a été chauffée en permanence à 20 degrés Celsius, la deuxième salle refroidie à environ zéro degré. Un flux de chaleur circulait ainsi du côté chaud à travers le composant de test vers le côté froid. Les dispositifs de chauffage et de ventilation ont maintenu le flux de chaleur en continu - la valeur U et la conductivité ont été calculées à partir de sa densité, des températures de l'air dans la chambre de chauffage et des températures de surface du composant d'essai. Les normes stipulent les conditions: La valeur U ne peut être calculée que lorsque le flux de chaleur à travers le composant est constant - les ingénieurs parlent d'un «état stationnaire».
Changement de température à l'extérieur
Les ingénieurs ont enregistré le moment où l'état d'équilibre était atteint. Cela a permis de tester la rapidité avec laquelle le mur en bois massif perd de la chaleur vers l'extérieur. Le premier jour du test, presque aucun flux de chaleur n'a pu être mesuré - ce n'est qu'après 140 heures, c'est-à-dire après environ six jours, qu'un flux de chaleur raisonnablement constant a été déterminé. Ce n'est que maintenant que la valeur U peut être calculée. Jusqu'à présent, la règle de base pour les constructeurs était la suivante: plus la valeur U est faible, moins les coûts de chauffage sont bas. «Une réflexion trop courte», préviennent cependant les professionnels du bois, «le calcul conventionnel du coefficient de transfert thermique en laboratoire néglige le stockage de chaleur et le facteur temps ainsi que les gains d'énergie solaire qu'une maison réalise à l'extérieur.»
Critique de la valeur U
Les règles et réglementations conventionnelles pour le calcul de la charge thermique supposent que l'enveloppe du bâtiment est dans un état stable, c'est-à-dire un flux thermique constant. Contrairement aux composants de test en laboratoire, cependant, un bâtiment utilise le soleil. Cependant, les gains d'énergie solaire des murs extérieurs et du toit ne sont pas pris en compte lors du calcul de la valeur U. Les modèles de calcul avancés incluent, par exemple, la direction dans laquelle un mur pointe et indiquent ce que l'on appelle la valeur U effective. Du côté sud, par exemple, l'extérieur d'un mur en bois massif peut chauffer à tel point qu'il ne perd plus de chaleur vers l'extérieur et agit comme un tampon naturel. Vous devriez donc jeter un regard critique sur la valeur U.
Tenir compte du comportement énergétique et des conditions locales
De nombreuses subventions et aides dépendent de la valeur U, admettent les experts. Dans les bâtiments avec des éléments de construction en bois, les résidents consomment beaucoup moins d'énergie dans de nombreux cas que les calculs conventionnels ne l'ont montré. D'où notre conseil aux constructeurs et architectes: Laissez-nous vous montrer des objets de référence de l'entreprise de construction en bois ou du menuisier et échanger avec les habitants. Cela vous donne une impression plus réaliste de la consommation calculée et réelle.