Evaluation of the impact of thin reflective products in the building
Evaluation de l'impact des isolants minces réfléchissants dans le bâtiment
Résumé
Insulation technique using thin reflecting insulation materials (TRP) join the thermal insulation performance of materials as well as air cavities with the reduction of radiative heat transfer using a barrier with low thermal emissivity. The use of these materials has spread enormously in the European markets without a valuable evaluation of their real thermal performance once integrated in the building envelop. The main objective was therefore to carry out a complete characterization of these products integrated in vertical walls and roof systems, by modeling and experimental study, to have a better knowledge of the physical phenomena induced by this type of insulation products. A heat transfer model for a vertical complex wall integrating a TRP adjacent to one or two non-ventilated air layers was realized. A preliminary numerical study characterized the natural convective heat transfer inside the non-ventilated air layers of different dimensions and inclinations. The results of thermal performances were validated by an experimental study based on the principle of the hot box. A heat transfer model of a complex roof system was developed. For summer conditions, the ventilated air layer built between the tiles and the TRP was studied numerically and through PIV measurements. The heat transmission ratio of the complex was determined by varying several parameters. For winter conditions, the thermal performances of the complex were calculated by taking into account the impact of the wind on the ventilated air layer and the permeability of the tiles. The results showed that these products, used as a unique insulation, cannot ensure a good level of insulation in conformity with European standards. Installed as a complement of insulation, they have the advantage of increasing the summer comfort in attics in sunny conditions.
Ce travail met la lumière sur les performances d'une technique d'isolation de l'enveloppe du bâtiment par produits minces réfléchissants (PMR). Cette technique regroupe la performance isolante d'un matériau ainsi que celle d'une lame d'air fermée à la réduction des transferts radiatifs en utilisant une barrière à faible émissivité thermique. Le marché de ces produits s'est développé rapidement alors qu'ils ne sont pas certifiés et qu'il existe une controverse sur les performances effectives qu'ils peuvent atteindre une fois intégrés dans le bâtiment. L'objectif principal a donc été de réaliser une caractérisation complète de ces produits intégrés dans les parois verticales du bâtiment et les combles, par modélisation et par étude expérimentale, pour obtenir une meilleure connaissance des phénomènes physiques induits par ce type de produits d'isolation. Un modèle thermique de paroi complexe intégrant un PMR a été réalisé. Une étude numérique préliminaire a permis de caractériser l'échange convectif à l'intérieur des lames d'air non ventilées. Les résultats de performances thermiques ont été validés par une étude expérimentale basée sur le principe de la boîte chaude. Un modèle de rampant de toiture intégrant un PMR a été également réalisé. Pour la période estivale, la lame d'air ventilée conçue entre les tuiles et le produit réfléchissant a été étudiée par une modélisation numérique et des mesures par PIV. Le facteur de transmission solaire du complexe de rampant a été déterminé en variant plusieurs paramètres. Pour la période hivernale, les performances thermiques ont été calculées en prenant en compte l'effet du vent et la perméabilité des tuiles sur la lame d'air ventilée. Les résultats ont montré que ces produits, utilisés comme isolation unique, ne répondent pas aux exigences règlementaires. Installés en complément, ils ont l'avantage d'augmenter le confort d'été au niveau des combles aménagés en période ensoleillée.
Domaines
Sciences de l'ingénieur [physics]
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