Présentation
RÉSUMÉ
Le renouvellement d’air est un facteur déterminant du comportement thermique dynamique dans les bâtiments ventilés naturellement ou les espaces semi-ouverts comme les gares. Cependant, dans les approches classiques de modélisation, les pressions en façade sont généralement données par des corrélations simplifiées, fonction de l’angle d’incidence et de la forme du bâtiment, qui s’avèrent inadaptées à la plupart des situations réelles.
On se propose ici de donner la méthode et les bonnes pratiques permettant de déterminer de manière idoine les conditions aux limites en pression pour la simulation thermique dynamique, en utilisant la mécanique des fluides numérique. Les écarts obtenus en fonction de la discrétisation angulaire et de la rose des vents du site sont également présentés.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l'articleAUTEUR(S)
-
Édouard WALTHER : Docteur ENS Cachan, Ingénieur INSA Strasbourg, Agrégé de Génie Civil - Ingénieur de recherche en physique du bâtiment – AREP Paris
-
Antoine HUBERT : Docteur Kingston University, Ingénieur Grenoble INP - Ingénieur Recherche & Développement – AREP Paris
-
Alexis SAUVAGEON : Docteur ENS Cachan, Ingénieur ESTP - Ingénieur de recherche en méthodes numériques appliquées – AREP Paris
-
Mateusz BOGDAN : Docteur ENS Cachan - Ingénieur de recherche en simulations multi-physiques urbaines – AREP Paris
INTRODUCTION
Avec la réduction des consommations d’énergie des bâtiments et le recours croissant à la ventilation naturelle comme moyen de rafraîchissement, une attention particulière doit être portée à l’estimation des pressions sur l’enveloppe, qui permettent d’estimer le renouvellement d’air lié au vent au travers des ouvrants ou par infiltration.
La difficulté représentée par le calcul de celles-ci a conduit au développement de règles empiriques largement utilisées qui permettent de les obtenir à partir de corrélations simples.
Caractériser le comportement thermique d’un bâtiment par la simulation requiert de tenir compte du couplage entre les phénomènes thermiques et aérauliques. Celui-ci nécessite une connaissance des pressions en façade et sur les ouvrants. Ainsi, pour chaque angle d’incidence du vent, on introduit la notion de coefficient de pression ( C p ), fraction de la pression dynamique dans l’écoulement non perturbé par le bâtiment. Le C p permet de s’affranchir d’un calcul systématique de la pression de stagnation sur les ouvrants pour toutes les amplitudes de vent incident et d’obtenir les différentiels de pression entre façades.
Dans les logiciels actuels de Simulation Thermique Dynamique (STD), les coefficients de pression sont généralement donnés par des corrélations en fonction de l’angle d’incidence et de la forme du bâtiment . Ces relations sont valides pour des bâtiments isolés, de faible hauteur et de formes régulières. Il existe des tables correctives pour des environnements urbains réguliers , mais celles-ci se limitent à des environnements réguliers, alignés ou décalés, pour deux configurations :
deux fois plus petit que le bâtiment étudié ;
de la même hauteur que le bâtiment étudié.
...
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 92 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
MOTS-CLÉS
simulation numérique des phénomènes thermiques superficiels | mécanique des fluides numérique | coefficient de pression | ventilation naturelle
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
Calcul des pressions en façade pour la ventilation naturelle dans les espaces semi-ouverts
Modélisation de la ventilation naturelle pour les espaces semi-ouverts
Sources bibliographiques
Cet article est réservé aux abonnés. Il vous reste 92 % à découvrir.
Déjà abonné ? Se connecter
Quiz et tests de validation présents dans cet article
Entraînez-vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
Article inclus dans l'offre
"La construction responsable"
(
57 articles
)
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.
Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.
Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.
Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.
