Murs trombes

Le mur trombe est un mécanisme solaire passif conçu pour le stockage et la restitution thermique. Un mur trombe est un mur épais (150 à 300mm) avec une surface solaire absorbante, une lame d'air et un vitrage à haute transmissivité. Ces murs sont normalement orientés sud (pour l'hémisphère nord) pour une exposition solaire maximale. Une casquette au dessus du mur permet de diminuer l'exposition en été, lorsque le soleil est haut dans le ciel et qu'il n'y a pas de besoins en chauffage, mais n'empêche pas l'exposition du mur en hiver, lorsque le soleil est bas dans le ciel et que les besoins en chauffage sont maximum. Dans DesignBuilder, il n'y a pas d'objet mur trombe disponible, mais il sera composé de composants standards du bâtiment. L'approche proposée ci-dessous permet une flexibilité dans les paramètres et les configurations.

Pour simuler un mur trombe, une zone étroite est couplée à la surface choisie pour être le mur trombe par une cloison interbloc. La profondeur de la zone correspond à la largeur de l'espace occupé par l'air (18mm à 150mm). Dans la plupart des cas, la zone trombe sera une zone de séparation sans ventilation. Le mur extérieur de la zone trombe est composé d'un simple ou double vitrage, qui couvre toute la surface du mur et a une très haute transmissivité permettant de laisser passer le maximum d'apport solaire dans la zone trombe. Les cadres et diviseurs peuvent être définis de la même manière que d'habitude pour le vitrage. Le mur intérieur est composé, généralement, d'un matériau de maçonnerie très épais, et d'une surface absorbante sur la face extérieure du mur. Le matériau pris pour surface absorbante a une très haute absorption et une très basse émissivité, par exemple le cuivre, avec un traitement de surface spécial noir. Il est important de s'assurer que la distribution solaire est sur 3-Intérieur et extérieur complet, afin que la majorité du flux solaire aille directement sur la surface absorbante et pas juste sur la petite surface de plancher de la zone trombe.

Au niveau de la zone trombe, le type de zone dans l'onglet activité doit être fixé à 3-Cavité, ce qui permet les modifications suivantes dans le modèle :

•	La zone est fixée sans occupation, en chargeant les prédéfinitions <None> pour l'activité, le CVC et l'éclairage.

•	L'algorithme de convection interne 5-Cavité est choisi pour le dimensionnement chauffage, climatisation et pour la simulation afin de modéliser correctement l'espace aérien.

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L'algorithme de distribution solaire est fixé à 3-Intérieur et extérieur complet, pour les calculs de conception climatisation et pour la simulation, ce qui permet une distribution correcte du rayonnement solaire vers les surfaces internes de la zone. Avec l'option par défaut 2-Extérieur complet, tout le rayonnement solaire tombera sur le plancher, ce qui n'est pas correct lors de la modélisation de l'absorption solaire par un mur trombe.

Une casquette doit être placée juste au dessus de la zone trombe pour réguler l'exposition solaire saisonnière. Le choix de la configuration, la taille et le matériau est libre par l'utilisateur.

Les murs trombes passifs, c'est à dire sans ajout d'un équipement quelconque, peuvent être performants. Ils peuvent soit être complètement étanche, soit ventilés naturellement. Pour un mur trombe étanche ou non ventilé, l'algorithme de convection interne doit être fixé à 5-Cavité. Cet algorithme calcul correctement les coefficients de convection pour une cavité verticale étroite étanche à partir de la norme ISO 15099 standard.

L'approche de modélisation des mur trombe passif étanche par EnergyPlus a été validé par des données expérimentales (Ellis 2003). Pour un mur trombe ventilé naturellement, il n'y a pas d'algorithme encore créé pour calculer les bons coefficients de convection sur la partie intérieure du mur cavité. Une option est d'utiliser l'algorithme de convection interne 1-Détaillé. Cet algorithme prend en compte certains effets de convection naturel, mais il est normalement destiné à des pièces de taille normal.

Vous pouvez paramétrer des trous et des aérations sur le mur trombe en les dessinant au niveau surface. Les aérations peuvent être contrôlées en fonction d'une température interne.

Vous pouvez également modéliser un mur trombe ventilé mécaniquement en utilisant le CVC compact et en spécifiant la zone cavité du mur trombe comme une zone plenum.

Un exemple d'une modélisation d'un mur trombe par DesignBuilder est montré ci-dessous. Il représente 2 zones, l'une occupée et l'autre représentant la cavité.

La copie écran ci-dessous nous montre la configuration des aérations sur la cloison séparant les 2 zones, permettant le déplacement de l'air chaud vers l'espace occupé. L'option du modèle ventilation naturelle calculée a été activée pour autoriser le déplacements d'air entre les 2 zones.

Les résultats horaires ci-dessous pour la zone occupée, illustre l'effet retardé du chauffage dans la zone occupée par le mur trombe pendant la soirée, mais également l'effet moindre mais plus instantané de l'air chaud entrant dans la pièce par les aérations.