Impact des paramètres de conception sur le confort d'été des grands espaces-serres

= Impact of design parameters on the summer comfort in large highly-glazed spaces

• Auteur / Autrice : Myriam Humbert
• Direction : François-Rémi Carrié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 1993-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Guarracino, Jean-Jacques Roux, Alain Trombe
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claude-Alain Roulet, Matheos Santamouris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Isolation thermique

Résumé

Bien que les grands volumes vitrés soient attrayants par de nombreux aspects, ils présentent souvent des défauts majeurs qui nuisent au confort des occupants et peuvent provoquer des consommations excessives d'énergie. L'objectif de ce travail est d'identifier et de quantifier l'impact des facteurs influant sur le confort d'été dans des grands espaces-serres de type attaché. Après une synthèse bibliographique concernant les grands espaces-serres ainsi que l'analyse de sensibilité par plans d'expériences, les plans factoriels fractionnaires ont été retenus pour trier 11 paramètres de conception selon leur impact sur le confort thermique. Ce tri nous a permis d'identifier l'influence capitale du taux de transmission CLO et du renouvellement d'air. Grâce à des plans factoriels complets, nous avons obtenu des modèles simplifiés d'indices de confort thermique. Les résultats du tri sont en bon accord avec ceux obtenus par différences finies. La plus-value des stratégies de régulation implémentées pour l'orientation de brise-soleil et du taux de renouvellement d'air reste modeste. L'installation de protections solaires fixes ou d'orientation variable suivant les saisons semble un moyen efficace pour lutter contre le phénomène de surchauffe, sans pour autant nuire à l'impression d'ouverture et de lumière recherchée.

Evidence suggests that a significant number of large highly-glazed spaces have major design flaws that lead to energy wastage and discomfort. The objective of this work is to derive and implement methods to evaluate the impact of design parameters – such as solar transmission of windows, air change rate – on the thermal comfort in large highly-glazed spaces. After a literature review about large highly-glazed spaces and sensitivity analysis with factorial design of experiments, we have chosen fractional factorial design to screen 11 design parameters according to their impact on the thermal comfort. Our result stress the key role of Short Wave transmittance and air change rate. With complete factorial design, we have obtained simplified models of thermal comfort criteria. The screening results agree with those of the finite-difference differentiation. The impact of the implemented control strategies of the slat tilting or that of the air change rate appears to be modest in summer conditions. In the case investigated, the installation of ''fixed'' slats, whose position can be changed with the season, seems an efficient way to limit overheating, without detrimental effects on the impression of open space and light.