Analyse des caractéristiques thermo-optiques de l'enveloppe transparente en matériau à changement de phase et de son impact global sur l'environnement du bâtiment

Analysis on thermal-optical characteristics of phase change material transparent envelope and its comprehensive impact on building environment

• Auteur / Autrice : Zhenhao Zhang
• Direction : Mustapha Karkri, Wang Yi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2019
• Etablissement(s) : Paris 12 en cotutelle avec Xi'an University of Architecture and Technology
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CERTES - Centre d'Etude et de Recherche en Thermique, Environnement et Systèmes

Mots clés

Mots clés libres

Matériau à changement de phase

Enveloppe transparente

Propriétés thermiques

Propriétés optiques

Environnement du bâtiment

Économie d'énergie

Phase change material

Transparent envelope

Thermal properties

Optical properties

Building environment

Energy saving

Résumé

Environ 20 à 60 % de la consommation d'énergie des bâtiments est due aux vitrages, qui présentent l'inconvénient de coefficients de transfert de chaleur élevés et la difficulté de contrôler le rayonnement solaire. Le vitrage à matériau à changement de phase (PCMGU) est une technologie qui remplit la cavité du vitrage avec du PCM, ce qui peut améliorer la capacité de stockage thermique des bâtiments et réguler dynamiquement le rayonnement solaire. Dans cette étude, les PCMGU sont étudiés sous quatre aspects : (1) étude de la caractérisation des propriétés optiques des PCMGU et des facteurs qui les influencent ; (2) expériences sur des modèles à échelle réduite pour déterminer les effets des PCMGU sur l'environnement thermique intérieur et l'efficacité énergétique des bâtiments ; (3) établissement d'un modèle mathématique pour le transfert rayonnement-chaleur à l'intérieur des PCMGU ; (4) simulation numérique pour l'optimisation des PCMGU.

About 20-60% of building energy consumption is caused by glazing units due to their disadvantage of high heat transfer coefficients and the difficulty to control solar radiation. Phase change material glazing unit (PCMGU) is a technology that fills the cavity of glazing unit with PCM, which can improve the thermal storage capacity of buildings and dynamically regulate solar radiation. In this study, PCMGU are investigated from four aspects: (1) study of optical properties characterization of PCMGU and its influencing factors; (2) reduced-scale model experiments for working effects of PCMGU on indoor thermal environment and building energy efficiency; (3) establishment of mathematical model for radiation-heat transfer inside PCMGU; (4) numerical simulation for optimization of PCMGU.