Outil de dimensionnement convivial
Préambule
Les surfaces radiantes sont de plus en plus utilisées pour le conditionnement du confort à l’intérieur des locaux. Une méthode de dimensionnement qui tienne compte du couplage radiatif et convectif avec la structure et les sources et puits de chaleur, ainsi que des échanges thermiques des occupants avec leur environnement permet de placer et de dimensionner ces surfaces radiantes de manière optimale. RadiaConf est une méthode de dimensionnement qui permet de déterminer la surface nécessaire et de positionner les panneaux climatiques, en fonction des paramètres suivants:
- Puissance de refroidissement ou de chauffage selon SIA384.201 et SIA384/2
- Position des panneaux (en paroi verticale et horizontale, près ou loin des fenêtres, etc.)
- Dimensions et nombre d’éléments.
- Température de service des panneaux
- Conditions de confort thermique requises.
Cette méthode est disponible sous forme d’un rapport décrivant les algorithmes de calcul utilisés et le mode d’emploi du logiciel, et d’un logiciel convivial pour PC (système Windows®).
Le logiciel
Fonctions
Le logiciel RadiaConf permet de modéliser une pièce prismatique dont le sol a une forme quelconque, et dont les parois (verticales, plancher ou plafond) donnent sur l’extérieur ou une autre zone du bâtiment (dont on peut fixer la température). A chaque paroi, on attribue un coefficient de transmission thermique, ainsi que des éléments de construction (partie de paroi de caractéristique différente, fenêtre, porte, caisson de store, pont thermique linéique ou ponctuel, panneau radiant à température fixe ou calculée). On peut aussi introduire dans la pièce des objets prismatiques verticaux simulant des objets générateurs de chaleur. Une température peut être attribuée à chaque surface de ces objets. Les gains internes provenant de l’éclairage et des occupants peuvent être donnés heure par heure. Des valeurs raisonnables sont fournies par défaut.
Le logiciel calcule la puissance nécessaire à fournir ou à enlever aux panneaux radiants pour maintenir la température intérieure à la valeur de consigne, en tenant compte des déperditions (à température extérieure donnée) et des gains internes. Ensuite, la température du panneau est calculée, de même que celle de toutes les autres surfaces de la pièce. Sur cette base, le logiciel fournit des cartes de la température radiante et du confort thermique ressenti par un utilisateur en n’importe quel endroit de la pièce, déterminé par la température opérative ou – pour l’habillement et une activité choisis – par le vote moyen prévisible ou le pourcentage d’insatisfaits, conformément à la norme EN ISO 7730. Les inconforts supplémentaires résultant de parois trop chaudes ou trop froides peuvent aussi être calculés.
La résolution de la carte ainsi que le nombre d’éléments finis qui constituent la pièce peuvent être choisis ad libitum, mais sous certaines contraintes: une haute résolution augmente le temps de calcul et un nombre trop restreint d’éléments finis donne des résultats manifestement erronés.
Interface utilisateur
L’interface utilisateur est très conviviale. Elle est basée sur l’interface de LESOSAI, de manière à faciliter l’utilisation de ce logiciel par les habitués de LESOSAI 5. Les caractéristiques de chaque objet (la pièce, ses parois, les éléments chauffants, les objets intérieurs, etc.) sont entrées dans une fenêtre correspondante. Chacune de ces fenêtres a plusieurs onglets permettant de définir les diverses caractéristiques de chaque objet.
Figure 1: Représentation d’un volume de 4×5 m de côté et 3 m de haut, exposé à l’extérieur de tous côtés et muni d’une grande fenêtre à droite et de deux radiateurs plats au fond à gauche. Une telle situation est manifestement inconfortable en hiver.
Des objets type peuvent être déposés dans une librairie et y être puisés ultérieurement. Le programme est écrit dans un langage orienté objets (Delphi), ce qui permet à chaque objet copié à partir d’un objet de la librairie d’hériter de ses caractéristiques. Ainsi, il est facile de modifier un ensemble d’objets « fils » en modifiant leur « parent » dans la librairie.
Figure 2: Interface utilisateur: En haut de l’écran on trouve les menus usuels et les icônes permettant de choisir diverses options de sortie. Les trois fenêtre représentées sur cet écran sont, de gauche à droite : la liste des éléments du projet, la fenêtre correspondant à la façade 1 et l’écran d’entrée des dimensions et de la forme de la pièce examinée.
Figure 3: Ecran de définition d’un corps de chauffe ou de refroidissement. Ce corps est choisi dans une banque de données. Son emplacement est défini dans l’onglet « géométrie »
Figure 4: Ecran de sortie principal pour la pièce illustrée dans la Figure 1. L’onglet en haut d’écran permet de choisir la variable représentée. L’échelle des couleurs peut être étalonnée automatiquement entre le minimum et le maximum, ou choisie arbitrairement. Les valeurs maximale, minimale, moyenne et l’écart type sont données numériquement, ainsi que la valeur de la case sur laquelle on place un curseur. L’image peut être exportée dans le presse-papier et les valeurs numériques copiées dans un fichier.
Vente
Ce logiciel est disponible sous http://www.radiaconf.com . Il est distribué pour l’EPFL par la société E4Tech Sàrl.