Comment réaliser rapidement un calcul de déperdition thermique pendant la phase d’offre ?
Pour établir une offre pour un système de chauffage, il est nécessaire de connaître la puissance requise (en watts).
Par exemple, pour l’installation d’une pompe à chaleur, vous devez savoir quelle puissance est nécessaire au niveau du bâtiment.
Pour l’installation de radiateurs ou d’un chauffage par le sol, il faut également connaître la puissance nécessaire au niveau de chaque pièce. Réaliser un tel calcul peut prendre du temps ; il est donc utile de pouvoir faire une estimation rapide de la puissance nécessaire dès la phase d’offre. Comment procéder ?
Règles empiriques
Dans le secteur du chauffage, nous utilisons encore souvent des règles empiriques. On calcule alors par exemple avec :
- 40 W/m² pour une habitation neuve
- 75 W/m² pour une habitation datant des années 2000
- 160 W/m² pour une habitation datant des années 1970
Pour une habitation d’environ 170 m² datant des années 2000, on obtient alors :
170 × 75 = 12 750 W = 12,75 kW
Le problème avec ce type de calcul est qu’il ne tient pas suffisamment compte de certains éléments. Quelques exemples :
- S’agit-il d’une maison mitoyenne, d’angle ou individuelle ?
- Le bâtiment possède-t-il de grandes ou de petites fenêtres ?
- Des rénovations récentes ont-elles été effectuées ?
- Quel pourcentage du volume du bâtiment est réellement chauffé par les occupants ?
La marge de sécurité ne fonctionne bien qu’avec les chaudières au gaz naturel
Comme de nombreux facteurs restent inconnus, une large marge de sécurité est toujours appliquée dans ce type de calcul. En d’autres termes : on calcule presque toujours une puissance trop élevée. Cela a toujours bien fonctionné tant que le chauffage se faisait avec des chaudières au gaz naturel. Celles-ci peuvent en effet moduler sur une large plage de puissance, par exemple de 24 kW à 4 kW.
En résumé : une chaudière au gaz naturel peut facilement fournir toutes les puissances comprises entre 24 kW et 4 kW. Les systèmes de chauffage basse température, comme les pompes à chaleur, ne le peuvent pas. Ils ne peuvent pas fournir des puissances aussi élevées et leur plage de modulation est beaucoup plus limitée.
C’est pourquoi il est beaucoup plus important de réaliser un calcul précis pour ce type de système, même dès la phase d’offre.
Calcul basé sur une consommation connue
Pour les habitations existantes, il est possible de réaliser un calcul basé sur la consommation des occupants. Le principe de ce calcul est le suivant :
- Les occupants consomment par exemple 2 000 m³ de gaz. Cela représente :
2 000 × 9,75 = 19 500 kWh d’énergie. - Il y a 4 occupants et, pour chacun, nous déduisons 1 000 kWh pour la production d’eau chaude sanitaire. Nous obtenons donc :
19 500 – 4 000 = 15 500 kWh. - Nous estimons le nombre d’heures de fonctionnement (= heures pendant lesquelles le chauffage est en service) à 1 500 heures. Cette valeur dépend de la qualité de l’habitation et peut varier entre 1 000 et 3 000 heures par an.
- Pour calculer la puissance nécessaire, nous faisons alors :
15 500 kWh / 1 500 heures = 10,33 kW - Il s’agit plutôt d’une moyenne de la puissance nécessaire. Comme cette puissance est requise au moment le plus froid de l’année, nous ajoutons encore une marge de sécurité de 10 %.
Nous obtenons alors :
10,33 × 1,1 = 11,36 kW.
Avantages de ce calcul
La réalisation de ce type de calcul présente plusieurs avantages :
- Si la consommation est connue, le calcul peut être effectué rapidement.
- La consommation connue intègre l’impact de la qualité du bâtiment (meilleure isolation = consommation plus faible), des dimensions du bâtiment (bâtiment plus grand = consommation plus élevée) ainsi que des habitudes de consommation des occupants.
Inconvénients de ce calcul
Ce calcul présente également quelques inconvénients :
- Ce calcul ne peut être effectué que si les mêmes occupants continuent à vivre dans le bâtiment. Il n’est pas possible d’utiliser la consommation des anciens occupants si de nouveaux habitants, avec éventuellement d’autres habitudes de consommation, emménagent dans le bâtiment.
- Si le bâtiment est mieux isolé, il n’est pas possible d’utiliser la consommation avant rénovation pour estimer la puissance nécessaire après rénovation.
- Le nombre d’heures de fonctionnement est difficile à estimer.
Avec ce type de calcul, on obtient généralement une puissance nécessaire plus faible qu’avec un calcul traditionnel des déperditions thermiques.
En effet, dans un calcul traditionnel des déperditions thermiques, on part du principe que l’ensemble du volume du bâtiment doit pouvoir être chauffé lorsqu’il fait très froid à l’extérieur.
Dans la réalité, les occupants ne chauffent jamais la totalité du volume du bâtiment. Plus les habitants chauffent de manière économique, plus la puissance nécessaire sera faible lorsqu’on effectue un calcul basé sur la consommation connue.
Dans Heat-Box (créez gratuitement un compte ci-dessous), vous pouvez également réaliser ce calcul vous-même. Dans Heat-Box, ce calcul est effectué de manière encore plus détaillée : la consommation connue est répartie sur toutes les heures de fonctionnement et le système détermine la puissance nécessaire au moment le plus froid de l’année.
Calcul basé sur les données GEO
Lorsqu’aucune consommation connue n’est disponible, il est également possible de travailler sur la base de données publiques.
À partir de jeux de données LiDAR (mesures d’altitude très détaillées), combinés aux données cadastrales, il est par exemple possible de créer automatiquement des modèles 3D de bâtiments.
Sur cette base, il est alors possible de déterminer les surfaces des murs, des sols et des toitures, ainsi que le volume du bâtiment. En fonction de l’année de construction, il est également possible d’estimer assez précisément le niveau d’isolation du bâtiment.
Grâce à toutes ces données, vous pouvez réaliser en 5 à 10 minutes un calcul relativement précis de la puissance de chauffage nécessaire pour le bâtiment.
Calcul au niveau des pièces
Dans tous les calculs abordés jusqu’à présent, nous avons effectué des calculs au niveau du bâtiment. Ceux-ci sont utilisés pour le dimensionnement d’une chaudière au gaz naturel ou d’une pompe à chaleur.
Pour le dimensionnement de radiateurs ou d’un chauffage par le sol, il faut cependant réaliser un calcul au niveau des pièces.
Pour cela, vous pouvez utiliser les mêmes règles empiriques que celles évoquées précédemment. Pour une pièce de 20 m², il faudrait alors par exemple :
20 × 75 = 1 500 W.
Comme expliqué plus haut, cette méthode de calcul conduit dans la plupart des cas à une puissance trop élevée.
Pour obtenir un calcul plus précis, il faut effectuer un calcul des déperditions thermiques pièce par pièce. Celui-ci tient compte de la taille de la pièce, des surfaces de déperdition ainsi que de l’isolation utilisée.
Dans Heat-Box, vous pouvez utiliser pour cela le calcul « Easy » au niveau des pièces. Ce calcul est relativement simple à utiliser et vous permet d’obtenir rapidement un résultat. Vous pouvez également y sélectionner les radiateurs et le chauffage par le sol souhaités.
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