Confort Thermique

On vous dit tout !

Dans le domaine du bâtiment, les échanges de chaleur se font principalement selon 3 modes de transmission

La conduction (majoritaire),

La convection,

La rayonnement.

À l’intérieur des bâtiments, les 6 paramètres du confort thermique sont :

la température ambiante de l’air (Ta),

la température moyenne des parois (Tp),

la vitesse de l’air (mouvement de l’air),

l’humidité relative de l’air (HR) ou hygrométrie,

le métabolisme,

l’habillement.

La température ambiante de l’air (Ta),

Dans les conditions habituelles, l’homme assure le maintien de sa température corporelle autour de 36,7°C. Cette température est en permanence supérieure à la température d’ambiance.

La figure ci-dessus compare le sentiment de confort thermique exprimé entre les sujets effectuant un travail léger et les sujets assis. PPD pourcentages prévisibles d’insatisfaits (PPD), exprimés sur l’axe vertical, et la température axe horizontale.

Vitesses résiduelles

Réactions

Situation

0 à 0,08 m/s

Plaintes quant à la stagnation de l’air.

Aucune.

0,13 m/s

Situation idéale.

Installation de grand confort.

0,13 à 0,25 m/s

Situation agréable, mais à la limite du confort pour les personnes assises en permanence.

Installation de confort.

0,33 m/s

Inconfortable, les papiers légers bougent sur les bureaux.

Grandes surfaces et magasins.

0,38 m/s

Limite supérieure pour les personnes se déplaçant lentement.

Grandes surfaces et magasins.

0,38 à 0,5 m/s

Sensation de déplacement d’air important.

Installations industrielles et usines où l’ouvrier est en mouvement.

Plus de 50 % des pertes de chaleur du corps humain se font par convection avec l’air ambiant (convection et évaporation par la respiration ou à la surface de la peau).

Cette importance de nos échanges par rayonnement explique que nous sommes très sensibles à la température des parois qui nous environnent, … et explique l’inconfort dans les bâtiments anciens aux murs épais telles les anciennes églises ou les vaste parois vitrées.

La température moyenne des parois (Tp),

 

Nous échangeons également de la chaleur par rayonnement avec les parois qui nous entourent. Ainsi, si nous sommes mis en face d’une paroi froide (par exemple la baie vitrée), mon corps va échanger une quantité de chaleur plus importante avec cette paroi et je vais me refroidir.

La vitesse de l’air ( mouvements d’air)

 

La vitesse de l’air (et plus précisément la vitesse relative de l’air par rapport à l’individu) est un paramètre.

La vitesse de l’air (et plus précisément la vitesse relative de l’air par rapport à l’individu) est un paramètre à prendre en considération, car elle influence les échanges de chaleur par convection et augmente l’évaporation à la surface de la peau.

À l’intérieur des bâtiments, on considère généralement que l’impact sur le confort des occupants est négligeable tant que la vitesse de l’air ne dépasse pas 0,2 m/s.

À titre de comparaison : se promener à la vitesse de 1 km/h produit sur le corps un déplacement de l’air de 0,3 m/s.

Le mouvement de l’air abaisse la température du corps, facteur recherché en été, mais pouvant être gênant en hiver (courants d’air).

Vitesses résiduelles

Réactions

Situation

0 à 0,08 m/s

Plaintes quant à la stagnation de l’air.

Aucune.

0,13 m/s

Situation idéale.

Installation de grand confort.

0,13 à 0,25 m/s

Situation agréable, mais à la limite du confort pour les personnes assises en permanence.

Installation de confort.

0,33 m/s

Inconfortable, les papiers légers bougent sur les bureaux.

Grandes surfaces et magasins.

0,38 m/s

Limite supérieure pour les personnes se déplaçant lentement.

Grandes surfaces et magasins.

0,38 à 0,5 m/s

Sensation de déplacement d’air important.

Installations industrielles et usines où l’ouvrier est en mouvement.

L’humidité relative de l’air (HR) ou  hygrométrie

 

L’incidence sur la transpiration

L’humidité relative ambiante influence la capacité de notre corps à éliminer une chaleur excédentaire.

Ainsi, une température extérieure de 24°C et une humidité relative de 82 % (après une pluie en période de forte chaleur), entraînent une forte impression de moiteur, due à la difficulté pour la peau d’évaporer l’eau de transpiration et donc de se rafraîchir.

Par contre, une température de 24°C conjointe à une humidité relative de 18 % (climat estival méditerranéen) permet de refroidir la peau par l’évaporation de l’eau de transpiration. La température nous paraît ” très supportable “.

L’impact de l’humidité relative dans un bâtiment

L’humidité a relativement peu d’impact sur la sensation de confort d’un individu dans un bâtiment. Ainsi, un individu peut difficilement ressentir s’il fait 40 % ou 60 % d’humidité relative dans son bureau.

L’inconfort n’apparaît que lorsque :

L’humidité relative est inférieure à 30 %,

L’humidité relative est supérieure à 70 %

La plage de confort température-humidité

Pour un confort optimal et pour une température de l’air aux environs de 22°C, on peut dès lors recommander que l’humidité relative soit gardée entre 40 et 65 %.

On peut définir une plage de confort hygrothermique dans le diagramme suivant (extrait de l’article de R. Fauconnier L’action de l’humidité de l’air sur la santé dans les bâtiments tertiaires parut dans le numéro 10/1992 de la revue Chauffage Ventilation Conditionnement).

 

Le métabolisme,

 

L’évaluation du niveau d’activité

Diverses valeurs du métabolisme sont indiquées ci-après pour diverses activités.

Activité

W/m²

met

Repos,couché

45

0,8

Repos, assis

58

1

Activité légère, assis (bureau, école)

70

1,2

Activité légère, debout (laboratoire, industrie légère)

95

1,6

Activité moyenne, debout (travail sur machine)

115

2,0

Activité soutenue (travail lourd sur machine)

175

3,0

L’habillement.

L’habillement, qui représente une résistance thermique aux échanges de chaleur entre la surface de la peau et l’environnement

Notre corps est incroyablement sensible aux changements de température. Un manque de confort thermique nous fait sentir stressés, contrariés et distraits s’il fait trop froid, et somnolent, fatigué et peu concentrés s’il fait trop chaud

L’estimation du niveau d’habillement

Le niveau d’habillement des occupants est caractérisé par une valeur relative, exprimée en “clo”, l’unité d’habillement.

Tenue vestimentaire

Habillement

Nu.

0

Short.

0,1

Tenue tropicale type (short, chemise à col ouvert et à manches courtes, chaussettes légères et sandales).

0,3

Tenue d’été légère (pantalon léger, chemise à col ouvert et à  manches courtes, chaussettes légères et chaussures.

0,5

Tenue de travail légère (chemise de travail en coton à manches longues, pantalon de travail, chaussettes de laine et chaussures.

0,7

Tenue d’intérieur pour l’hiver (chemise à manches longues,  pantalon, pull-over à manches longues, chaussettes épaisses et chaussures.

1,0

Tenue de ville traditionnelle (complet avec pantalon, gilet et  veston, chemise, chaussettes de laine et grosses chaussures.

1,5