ISO/FDIS 11855-3

Building environment design -- Embedded radiant heating and cooling systems

Conception de l'environnement des bâtiments -- Systèmes intégrés de chauffage et de refroidissement par rayonnement

General Information

• Status: Published
• ICS: 91.040.01 - Buildings in general
• Technical Committee: ISO/TC 205 - Building environment design
• Drafting Committee: ISO/TC 205/WG 8 - Radiant heating and cooling systems
• Current Stage: 5020 - FDIS ballot initiated: 2 months. Proof sent to secretariat
• Start Date: 03-May-2021
• Completion Date: 03-May-2021

RELATIONS

• Revised: ISO 11855-3:2012 - Building environment design -- Design, dimensioning, installation and control of embedded radiant heating and cooling systems
• Effective Date: 14-Oct-2017

Standards Content (sample)

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 11855-3
ISO/TC 205
Building environment design —
Secretariat: ANSI
Embedded radiant heating and cooling
Voting begins on:
2021-05-03 systems —
Voting terminates on:
Part 3:
2021-06-28
Design and dimensioning
Conception de l'environnement des bâtiments — Systèmes intégrés de
chauffage et de refroidissement par rayonnement —
Partie 3: Conception et dimensionnement
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 1

5 Radiant panel ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.1 Floor heating systems ....................................................................................................................................................................... 3

5.1.1 Design procedure ............................................................................................................................................................ 3

5.1.2 Heating medium differential temperature ................................................................................................ 4

5.1.3 Characteristic curve ...................................................................................................................................................... 4

5.1.4 Field of characteristic curves ................................................................................................................................ 4

5.1.5 Limit curves .......................................................................................................................................................................... 4

5.1.6 Downwards thermal insulation .......................................................................................................................... 5

5.1.7 Procedure for determining the design supply temperature of the heating

medium .................................................................................................................................................................................10

5.1.8 Procedure for determining the design heating medium flow rate ....................................13

5.1.9 Peripheral areas.............................................................................................................................................................14

5.2 Ceiling heating systems ................................................................................................................................................................14

5.2.1 General...................................................................................................................................................................................14

5.2.2 Limit curves .......................................................................................................................................................................14

5.2.3 Procedure for determining the design heating medium flow rate ....................................15

5.3 Wall heating systems ......................................................................................................................................................................15

5.3.1 General...................................................................................................................................................................................15

5.3.2 Limit curves .......................................................................................................................................................................15

5.3.3 Procedure for determining the design heating medium flow rate ....................................15

5.4 Floor cooling systems ......... ............................................................................................................................................................16

5.4.1 Design procedure .........................................................................................................................................................16

5.4.2 Cooling medium differential temperature ..............................................................................................16

5.4.3 Characteristic curve ...................................................................................................................................................17

5.4.4 Field of characteristic curves .............................................................................................................................17

5.4.5 Limit curves .......................................................................................................................................................................17

5.4.6 Downwards thermal insulation .......................................................................................................................17

5.4.7 Procedure for determining the supply design temperature of cooling medium ...17

5.4.8 Procedure for determining the design cooling medium flow rate .....................................17

5.5 Ceiling cooling systems .................................................................................................................................................................17

5.6 Wall cooling systems .......................................................................................................................................................................17

Annex A (normative) Thermal insulation for Type A and C ......................................................................................................18

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................19

© ISO 2021 – All rights reserved iii
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 205, Building environment design, in

collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC

228, Heating systems and water based cooling systems in buildings, in accordance with the Agreement on

technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11855-3:2012), which has been

technically revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:

— the Scope clause was modified, series-related information has been moved to the Introduction

section;
— normative references were modified;
— informative references have been moved to the Bibliography;

— Annex A was added for the calculation of the thermal resistance of the insulating layers.

A list of all parts in the ISO 11855 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
Introduction

The radiant heating and cooling system consists of heat emitting/absorbing, heat supply, distribution,

and control systems. The ISO 11855 series deals with the embedded surface heating and cooling system

that directly controls heat exchange within the space. It does not include the system equipment itself,

such as heat source, distribution system and controller.

The ISO 11855 series addresses an embedded system that is integrated with the building structure.

Therefore, the panel system with open air gap, which is not integrated with the building structure, is

not covered by this series.

The ISO 11855 series is applicable to water-based embedded surface heating and cooling systems

in buildings. The ISO 11855 series is applied to systems using not only water but also other fluids or

electricity as a heating or cooling medium. The ISO 11855 series is not applicable for testing of systems.

The methods do not apply to heated or chilled ceiling panels or beams.

The object of the ISO 11855 series is to provide criteria to effectively design embedded systems. To do

this, it presents comfort criteria for the space served by embedded systems, heat output calculation,

dimensioning, dynamic analysis, installation, control method of embedded systems, and input

parameters for the energy calculations.

The ISO 11855 series consists of the following parts, under the general title Building environment

design — Embedded radiant heating and cooling systems:
— Part 1: Definitions, symbols, and comfort criteria
— Part 2: Determination of the design heating and cooling capacity
— Part 3: Design and dimensioning

— Part 4: Dimensioning and calculation of the dynamic heating and cooling capacity of Thermo Active

Building Systems (TABS)
— Part 5: Installation
— Part 6: Control
— Part 7: Input parameters for the energy calculation

ISO 11855-1 specifies the comfort criteria which should be considered in designing embedded radiant

heating and cooling systems, since the main objective of the radiant heating and cooling system is

to satisfy thermal comfort of the occupants. ISO 11855-2 provides steady-state calculation methods

for determination of the heating and cooling capacity. ISO 11855-3, this document, specifies design

and dimensioning methods of radiant heating and cooling systems to ensure the heating and cooling

capacity. ISO 11855-4 provides a dimensioning and calculation method to design Thermo Active

Building Systems (TABS) for energy saving purposes, since radiant heating and cooling systems can

reduce energy consumption and heat source size by using renewable energy. ISO 11855-5 addresses the

installation process for the system to operate as intended. ISO 11855-6 shows a proper control method

of the radiant heating and cooling systems to ensure the maximum performance which was intended

in the design stage when the system is actually being operated in a building. ISO 11855-7 presents a

calculation method for input parameters to ISO 52031.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
Building environment design — Embedded radiant heating
and cooling systems —
Part 3:
Design and dimensioning
1 Scope

This document establishes a system design and dimensioning method to ensure the heating and cooling

capacity of the radiant heating and cooling systems.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 11855-1, Building environment design —Embedded radiant heating and cooling systems — Part 1:

Definition, symbols, and comfort criteria

ISO 11855-2:— , Building environment design — Embedded radiant heating and cooling systems — Part 2:

Determination of the design heating and cooling capacity

ISO 11855-5:— , Building environment design —Embedded radiant heating and cooling systems — Part 5:

Installation
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11855-1 apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Symbols
For the purposes of this document, the symbols in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols and abbreviated terms
Symbol Unit Quantity
A m Area of the heating or cooling surface
A m Area of the occupied heating or cooling surface
A m Area of the peripheral heating or cooling surface
C J/(kg·K) Specific heat of water

1) Second edition under preparation. Stage at the time of publication: ISO/FDIS 11855-2:2021.

2) Second edition under preparation. Stage at the time of publication: ISO/FDIS 11855-5:2021

© ISO 2021 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
Table 1 (continued)
Symbol Unit Quantity
K W/(m ⋅K) Equivalent heat transmission coefficient
l m Distance between the joists
l m Thickness of the joist
m kg/s Design cooling medium flow rate
m kg/s Design heating medium flow rate
q W/m Design heat flux
des
q W/m Design heat flux in the occupied area
des,A
q W/m Design heat flux in the peripheral area
des,R
q W/m Limit heat flux
q W/m Maximum design heat flux
max
Q W Design heating/cooling capacity
des
Q W Design heating/cooling load
Q W Design sensible cooling load
N,s
Q W Design latent cooling load
N,l
Q W Heat output of supplementary heating equipment
out
R (m K)/W Thermal resistance on the surface of the back side of the wall
h,bk
(m K)/W Thermal resistance on ceiling surface under the floor heated room
h,c
R (m K)/W Partial inwards thermal resistance of the surface structure
R (m K)/W Partial outwards thermal resistance of the surface structure
R (m ⋅K)/W Thermal resistance of surface covering
λ,B
(m ⋅K)/W Thermal resistance of ceiling slab structure
λ ,c
R (m ⋅K)/W Back side thermal resistance of insulating layer
λ,ins
(m ⋅K)/W Thermal resistance of plaster layer
λ ,pl
s m Effective thickness of thermal insulating layer
ins
W m Pipe spacing
h W/(m K) Heat transfer coefficient at ceiling heating surface
h W/(m K) Heat transfer coefficient at floor heating surface
h W/(m K) Heat transfer coefficient at wall heating surface
λ W/(m⋅K) Effective thermal conductivity of the thermal insulation layer
ins
λ W/(mK) Thermal conductivity of the thermal insulation layer between the joists
λ W/(mK) Thermal conductivity of the joist
θ °C Maximum surface temperature
F,max
θ °C Minimum surface temperature
F,min
θ °C Design indoor temperature
θ °C Return temperature of heating or cooling medium
θ °C Supply temperature of heating or cooling medium
θ °C Design supply temperature of heating/cooling medium
V,des
Δθ K Heating or cooling medium differential temperature
Δθ K Design cooling medium differential temperature
C,des
Δθ K Design heating medium differential temperature
H,des
Δθ K Limit of heating/cooling medium differential temperature
H,G
Δθ K Design heating/cooling medium differential supply temperature
V,des
σ K Temperature drop/rise between supply and return medium
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
5 Radiant panel
5.1 Floor heating systems
5.1.1 Design procedure

Floor heating system design requires determining heating surface area, type, pipe size, pipe spacing,

supply temperature of the heating medium, and design heating medium flow rate. The design steps are

as follows.

Step 1: Calculate the design heating load Q . The design heating load Q shall not include the adjacent

N N

heat losses. This step should be conducted in accordance with a standard for heating load calcula-

tion, such as EN 12831, based on an index such as operative temperature (OT) (see ISO 11855-1).

Step 2: Determine the area of the heating surface A , excluding any area covered by immovable objects

or objects fixed to the building structure.

Step 3: Establish a maximum permissible surface temperature in accordance with ISO 11855-1.

Step 4: Determine the design heat flux q according to Formula (1). For floor heating systems including

des

a peripheral area, the design heat flux of peripheral area q and the design heat flux of occu-

des,R

pied area q shall be calculated respectively on the area of the peripheral heating surface A

des,A R
and on the area of the occupied heating surface A complying with Formula (2).
(1)
q =
des
Qq=×Aq+×A (2)
Ndes,R Rdes,A A

Step 5: For the design of the floor heating systems, determine the room used for design with the max-

imum design heat flux q = q .
max des

Step 6: Determine the floor heating system such as the pipe spacing and the covering type, and design

heating medium differential temperature Δθ based on the maximum design heat flux q

H,des max

and the maximum surface temperature θ from the field of characteristic curves according

F,max
to ISO 11855-2 and 5.1.7.

Step 7: If the design heat flux q cannot be obtained by any pipe spacing for the room used for the

des

design, it is recommended to include a peripheral area and/or to provide supplementary heating

equipment. In this case, the maximum design heat flux q for the embedded system may now

max

occur in another room. The amount of heat output of supplementary heating equipment Q is

out
determined by Formula (3):
QQ=−Q (3)
outN des
where design heating capacity Q is calculated by Formula (4):
des
Qq=×A (4)
desdes F

Step 8: Determine the backside thermal resistance of insulating layer R and the design heating

λ,ins
medium flow rate m (see 5.1.6 and 5.1.8).
Step 9: Estimate the total length of heating circuit.

If intermittent operation is common, the characteristics of the increase of the heat flow and the surface

temperature and the time to reach the allowable conditions in rooms just after switching on the system

shall be considered.
© ISO 2021 – All rights reserved 3
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
5.1.2 Heating medium differential temperature

Heating medium differential temperature Δθ is calculated as follows (refer to ISO 11855-2):

θθ−
Δθ = (5)
θθ−
θθ−

In this formula, the effect of the temperature drop of the heating medium is taken into account.

5.1.3 Characteristic curve

The characteristic curve describes the relationship between the heat flux q and the heating medium

differential temperature Δθ . For simplicity, the heat flux q is taken to be proportional to the heating

medium differential temperature Δθ :
qK=⋅Δθ (6)

where K is the equivalent heat transmission coefficient determined in ISO 11855-2 depending on the

type of the system.
5.1.4 Field of characteristic curves

The field of characteristic curves of a floor heating system with a specific pipe spacing W shall at least

contain the characteristic curves for values of the thermal resistance of surface covering R = 0,

λ,B

R = 0,05, R = 0,10 and R = 0,15 (m K/W), in accordance with ISO 11855-2 (see Figure 1). Values of

λ,B λ,B λ,B
R > 0,15 (m K/W) shall not be used if possible.
λ,B
5.1.5 Limit curves

The limit curves in the field of characteristic curves describe, in accordance with ISO 11855-2, the

relationship between the heating medium differential temperature Δθ and the heat flux q in the case

where the physiologically agreed limit values of surface temperatures are reached. For design purposes,

i.e. the determination of design values of the heat flux and the associated heating medium differential

temperature Δθ , the limit curves are valid for temperature drop between supply and return medium

σ in a range of:
0 K < σ < 5 K

The limit curves are used to specify the limit of heating medium differential temperature Δθ and

H,G
supply temperature (refer to Figure 6).
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
Key
X Δθ K
Y q W/m
1 limit curves
2 performance characteristic curves
Peripheral area.
Occupied area.

Figure 1 — Field of characteristic curves, including limit curves for floor heating, for constant

pipe spacing

This example is for floor heating, indoor temperature = 20 °C and the maximum temperature is 29 °C

(occupied areas) and 35 °C (peripheral area). For bathrooms (the indoor temperature is 24 °C), the limit

curve for (θ – θ ) = 9 K also applies.
F,max i
5.1.6 Downwards thermal insulation

In order to limit the heat flow through the floor towards the space below, the required back-side

thermal resistance of the insulating layer R shall be specified in the design to be not lower than the

λ,ins
value in ISO 11855-5:—, 5.1.2.3.2.

For systems which have a flat insulating layer (types A, B, C, D and G in ISO 11855-2), the back-side

thermal resistance of the insulating layer R is calculated by Formula (7) where there is no stud.

λ,ins

And the effective thickness of thermal insulating layer s is identical to the thickness of the thermal

ins

insulating panel and the effective thermal conductivity of the thermal insulation layer λ is calculated

ins
by Formula (7) where there are studs.
ins
R = (7)
λ,ins
ins
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
ll−
pws
λλ= +λ (8)
insi ws
l l
ps ps
where:
λ is thermal conductivity of the thermal insulation layer between the studs;
λ is thermal conductivity of the stud;
l is the distance between the studs (see Figure 2);
l is the thickness of the stud (see Figure 2).

Depending on the construction of the floor heating system, the effective thickness of thermal insulating

layer s and effective thermal conductivity of the thermal insulation layer λ are determined

ins ins
differently.

For floor heating systems with flat thermal insulating panels of types A and C in ISO 11855-2, the

effective thickness of thermal insulating layer s is identical to the thickness of the thermal insulation,

ins

and the effective thermal conductivity of the thermal insulation layer λ is identical to the thermal

ins

conductivity of the thermal insulation [ISO 11855-2:— , Figure 2 a)]. For floor heating systems with

thermal insulation panels with studs according to Annex A (Type A and Type C systems), only the flat

part of the panel (without studs) shall be considered in the calculation of s .
ins

For the system with profiled thermal insulating panels of type B in ISO 11855-2:—, Figure 2 b), the

effective thickness of the insulating layer shall be determined by Formula (9).
sW⋅−()Ds+⋅D
s = (9)
ins

For the system with the light wooden radiant panel on the joist of type G in ISO 11855-2:—, Figure 2

c), the effective thickness of thermal insulating layer s is identical to the thickness of the thermal

ins

insulating panel, and the effective thermal conductivity of the thermal insulation layer λ is:

ins
ll−
λλ= +λ (10)
insi w
l l
p p
where:
λ is thermal conductivity of the thermal insulation layer between the joists;
λ is thermal conductivity of the joist;
l is the distance between the joist (see Figure 5);
l is the thickness of the joist (see Figure 5).
For type G systems with air cavities, see ISO 11855-2:—, Annexes C and E.
6 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
Key
1 floor covering

2 weight bearing and thermal diffusion layer (cement, anhydrite, or asphalt screed)

3 thermal insulation
4 structural bearing

Figure 2 — Effective thickness and effective thermal conductivity of thermal insulating layer of

flat thermal insulating panel — Types A and C
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
Key
1 floor covering

2 weight bearing and thermal diffusion layer (cement, anhydrite, or asphalt screed)

3 plane section
4 thermal insulation
5 structural bearing

Figure 3 — Effective thickness and effective thermal conductivity of thermal insulating layer of

flat thermal insulating panel — Type D
8 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)
Key
1 floor covering

2 weight bearing and thermal diffusion layer (cement, anhydrite, or asphalt screed; timber)

3 heat diffusion devices
4 thermal insulation
5 structural bearing

Figure 4 — Effective thickness and effective thermal conductivity of thermal insulating layer of

profiled thermal insulating panel — Type B
Key
1 floor covering
2 joist

Figure 5 — Effective thickness and effective thermal conductivity of thermal insulating layer of

flat thermal insulating panel with joist — Type G
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ISO/FDIS 11855-3:2021(E)

National building codes provide minimum thermal resistances for the insulating layers of floor heating.

5.1.7 Procedure for determining the design supply temperature of the heating medium

The design supply temperature of the heating medium θ is determined for the room where

V,des

the maximum design heat flux q is equal to the design heat flux q . In heating rooms, thermal

max des

conduction resistance of floor coverings (carpet, tiles, acoustic plates, etc.) is assumed to be uniformly

distributed. The thermal resistance of the floor coverings used for the design shall be specified. For the

room used for design, the temperature drop between supply and return medium σ ≤ 5 K is specified. If

necessary, a subdivision of the
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 11855-3
ISO/TC 205
Conception de l'environnement des
Secrétariat: ANSI
bâtiments — Systèmes intégrés de
Début de vote:
2021-05-03 chauffage et de refroidissement par
rayonnement —
Vote clos le:
2021-06-28
Partie 3:
Conception et dimensionnement
Building environment design — Embedded radiant heating and
cooling systems —
Part 3: Design and dimensioning
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 11855-3:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 11855-3:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2021

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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E-mail: [e-mail]
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Publié en Suisse
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ISO/FDIS 11855-3:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Symboles ....................................................................................................................................................................................................................... 1

5 Panneau rayonnant ............................................................................................................................................................................................ 3

5.1 Systèmes de chauffage par le sol ............................................................................................................................................. 3

5.1.1 Mode opératoire de conception .......................................................................................................................... 3

5.1.2 Écart de température du medium de chauffage ................................................................................... 4

5.1.3 Courbe caractéristique ............................................................................................................................................... 4

5.1.4 Famille de courbes caractéristiques ............................................................................................................... 4

5.1.5 Courbes limites ...................................................................... ............................................................................................ 4

5.1.6 Isolation thermique vers le bas ........................................................................................................................... 5

5.1.7 Mode opératoire de détermination de la température théorique

d’alimentation du medium de chauffage..................................................................................................10

5.1.8 Mode opératoire de détermination du débit théorique du medium de

chauffage ..............................................................................................................................................................................13

5.1.9 Zones périphériques ..................................................................................................................................................14

5.2 Systèmes de chauffage par le plafond ..............................................................................................................................14

5.2.1 Généralités .........................................................................................................................................................................14

5.2.2 Courbes limites ...................................................................... .........................................................................................14

5.2.3 Mode opératoire de détermination du débit théorique du medium de

chauffage ..............................................................................................................................................................................15

5.3 Systèmes de chauffage par les murs ..................................................................................................................................15

5.3.1 Généralités .........................................................................................................................................................................15

5.3.2 Courbes limites ...................................................................... .........................................................................................15

5.3.3 Mode opératoire de détermination du débit théorique du medium de

chauffage ..............................................................................................................................................................................15

5.4 Systèmes de refroidissement par le sol ..........................................................................................................................16

5.4.1 Mode opératoire de conception .......................................................................................................................16

5.4.2 Écart de température du medium de refroidissement ................................................................17

5.4.3 Courbe caractéristique ............................................................................................................................................17

5.4.4 Famille de courbes caractéristiques ............................................................................................................17

5.4.5 Courbes limites ...................................................................... .........................................................................................17

5.4.6 Isolation thermique vers le bas ........................................................................................................................17

5.4.7 Mode opératoire de détermination de la température théorique

d’alimentation du medium de refroidissement .................................................................................18

5.4.8 Mode opératoire de détermination du débit théorique du medium de

refroidissement ..............................................................................................................................................................18

5.5 Systèmes de refroidissement par le plafond ..............................................................................................................18

5.6 Systèmes de refroidissement par les murs ..................................................................................................................18

Annexe A (normative) Isolation thermique pour Types A et C ..............................................................................................19

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................20

© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
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ISO/FDIS 11855-3:2021(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevetshttps:// www .iso .org/ fr/ iso -standards -and -patents

.html).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.

Le présent document a été préparé par le comité technique ISO/TC 205, Conception de l’environnement

intérieur des bâtiments, en collaboration avec le comité technique du Comité européen de

normalisation (CEN) CEN/TC 228, Systèmes de chauffage dans les bâtiments, conformément à l’Accord de

coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11855-3:2012), qui a fait l’objet

d’une révision technique.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— le Domaine d’application a été modifié, des informations relatives à la série ont été déplacées dans

l’Introduction;
— les références normatives ont été modifiées;
— les références informatives ont été déplacées dans la Bibliographie;

— l’Annexe A a été ajoutée pour calculer la résistance thermique des couches isolantes.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 11855 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/FDIS 11855-3:2021(F)
Introduction

Les systèmes de chauffage et de refroidissement par rayonnement sont constitués de systèmes

d’émission/d’absorption de chaleur, de fourniture de chaleur, de distribution et de contrôle. La

série ISO 11855 concerne les systèmes de chauffage et de refroidissement de surface intégrés qui

contrôlent directement l’échange de chaleur dans les locaux. Elle n’inclut pas l’équipement composant le

système lui-même, tel que la source de chaleur, le système de distribution et le contrôleur.

La série ISO 11855 examine un système intégré dans une structure de bâtiment. Le système de

panneaux avec ouverture à l’air libre, qui n’est pas intégré dans une structure de bâtiment, n’est donc

pas traité par cette série de normes.

La série ISO 11855 s’applique aux systèmes intégrés de chauffage et de refroidissement de surface à eau

dans les bâtiments. La série ISO 11855 est appliquée aux systèmes utilisant non seulement de l’eau mais

également d’autres fluides ou de l’électricité en tant que medium de chauffage ou de refroidissement. La

série ISO 11855 ne s’applique pas à l’essai des systèmes. Ces méthodes ne s’appliquent pas aux panneaux

ou poutres de plafond chauffés ou refroidis.

L’objectif de la série ISO 11855 est de fournir des critères permettant une conception efficace des

systèmes intégrés. À cet effet, elle présente des critères de confort des locaux desservis par les systèmes

intégrés, et traite du calcul de la puissance calorifique, du dimensionnement, de l’analyse dynamique,

de l’installation, de la méthode de contrôle des systèmes intégrés et des paramètres d’entrée pour le

calcul de la performance énergétique.

La série ISO 11855 comprend les parties suivantes, sous le titre général Conception de l’environnement

des bâtiments — Systèmes intégrés de chauffage et de refroidissement par rayonnement:

— Partie 1: Définitions, symboles et critères de confort;

— Partie 2: Détermination de la puissance calorifique et frigorifique à la conception;

— Partie 3: Conception et dimensionnement;

— Partie 4: Dimensionnement et calculs relatifs au chauffage adiabatique et à la puissance frigorifique

pour systèmes thermoactifs (TABS);
— Partie 5: Installation;
— Partie 6: Contrôle;
— Partie 7: Paramètres d’entrée pour le calcul de la performance énergétique.

L’ISO 11855-1 spécifie les critères de confort dont il convient de tenir compte lors de la conception

des systèmes intégrés de chauffage et de refroidissement par rayonnement, le principal objectif

d’un système de chauffage et de refroidissement par rayonnement étant de satisfaire au confort

thermique des occupants. L’ISO 11855-2 fournit des méthodes de calcul en régime stabilisé pour

la détermination de la puissance calorifique et frigorifique. L’ISO 11855-3 spécifie les méthodes de

conception et de dimensionnement des systèmes de chauffage et de refroidissement par rayonnement

permettant de garantir la puissance calorifique et frigorifique. L’ISO 11855-4 fournit une méthode de

dimensionnement et de calcul pour la conception des systèmes thermoactifs (TABS) en vue de réaliser

des économies d’énergie, les systèmes de chauffage et de refroidissement par rayonnement permettant

de réduire la consommation d’énergie et la taille de la source de chaleur en utilisant de l’énergie

renouvelable. L’ISO 11855-5 examine le processus d’installation permettant au système de fonctionner

comme prévu. L’ISO 11855-6 présente une méthode de contrôle appropriée des systèmes de chauffage

et de refroidissement par rayonnement, permettant de garantir les performances maximales prévues

au stade de la conception lorsque le système est effectivement exploité dans un bâtiment. L’ISO 11855-7

présente une méthode de calcul pour les paramètres d’entrée pour l’ISO 52031.
© ISO 2021 – Tous droits réservés v
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 11855-3:2021(F)
Conception de l'environnement des bâtiments —
Systèmes intégrés de chauffage et de refroidissement par
rayonnement —
Partie 3:
Conception et dimensionnement
1 Domaine d’application

Le présent document définit une méthode de conception et de dimensionnement de systèmes permettant

de garantir la puissance calorifique et frigorifique des systèmes de chauffage et de refroidissement par

rayonnement.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 11855-1, Conception de l’environnement des bâtiments — systèmes intégrés de chauffage et de

refroidissement par rayonnement — Partie 1: Définitions, symboles et critères de confort

ISO 11855-2:—, Conception de l’environnement des bâtiments — Systèmes intégrés de chauffage et de

refroidissement par rayonnement — Partie 2: Détermination de la puissance calorifique et frigorifique à la

conception

ISO 11855-5:—, Conception de l’environnement des bâtiments — Systèmes intégrés de chauffage et de

refroidissement par rayonnement — Partie 5: Installation
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 11855-1 s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org.
4 Symboles

Pour les besoins du présent document, les symboles figurant dans le Tableau 1 s’appliquent.

1) La deuxième édition est en cours d’élaboration. Stade au moment de la publication: ISO/FDIS 11855-2:2021.

2) La deuxième édition est en cours d’élaboration. Stade au moment de la publication: ISO/FDIS 11855-5:2021

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ISO/FDIS 11855-3:2021(F)
Tableau 1 — Symboles et termes abrégés
Symbole Unité Quantité
A m Aire de la surface de chauffage ou de refroidissement
A m Aire de la surface de chauffage ou de refroidissement occupée
A m Aire de la surface de chauffage ou de refroidissement périphérique
C J/(kg·K) Chaleur spécifique de l’eau
K W/(m ⋅K) Coefficient de transmission thermique équivalent
l m Distance entre les solives
l m Épaisseur de la solive
m kg/s Débit théorique du medium de refroidissement
m kg/s Débit théorique du medium de chauffage
q W/m Flux thermique théorique
des
q W/m Flux thermique théorique dans la zone occupée
des,A
q W/m Flux thermique théorique dans la zone périphérique
des,R
q W/m Flux thermique limite
q W/m Flux thermique théorique maximal
max
Q W Puissance calorifique/frigorifique théorique
des
Q W Charge calorifique/frigorifique théorique
Q W Charge frigorifique théorique sensible
N,s
Q W Charge frigorifique théorique latente
N,l
Q W Puissance calorifique d’un appareil de chauffage complémentaire
out
(m K)/W Résistance thermique sur la surface de la face arrière du mur
h,bk
Résistance thermique sur la surface du plafond dans la pièce chauffée par le
(m K)/W
h,c
sol

R (m K)/W Résistance thermique partielle de la structure de surface vers l’intérieur

(m K)/W Résistance thermique partielle de la structure de surface vers l’extérieur

(m ⋅K)/W Résistance thermique du revêtement de surface
λ,B
(m ⋅K)/W Résistance thermique de la structure de dalle du plafond
λ ,c
(m ⋅K)/W Résistance thermique de la face arrière de la couche d’isolation
λ,ins
(m ⋅K)/W Résistance thermique de la couche d’enduit
λ ,pl
s m Épaisseur effective de la couche d’isolation thermique
ins
W m Espacement des tuyaux
Coefficient de transmission thermique au niveau de la surface de chauffage au
h W/(m K)
plafond
Coefficient de transmission thermique au niveau de surface de chauffage au
h W/(m K)
sol
Coefficient de transmission thermique au niveau de surface de chauffage au
h W/(m K)
mur
λ W/(m⋅K) Conductivité thermique effective de la couche d’isolation thermique
ins

λ W/(mK) Conductivité thermique de la couche d’isolation thermique entre les solives

λ W/(mK) Conductivité thermique de la solive
θ °C Température de surface maximale
F,max
θ °C Température de surface minimale
F,min
θ °C Température intérieure théorique
θ °C Température de retour du medium de chauffage ou de refroidissement
θ °C Température d’alimentation du medium de chauffage ou de refroidissement
2 © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/FDIS 11855-3:2021(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Quantité
Température théorique d’alimentation du medium de chauffage/refroidisse-
θ °C
V,des
ment
Δθ K Écart de température du medium de chauffage ou de refroidissement
Δθ K Écart de température théorique du medium de refroidissement
C,des
Δθ K Écart de température théorique du medium de chauffage
H,des
Δθ K Écart limite de température du medium de chauffage/refroidissement
H,G
Écart théorique de température d’alimentation du medium de chauffage/
Δθ K
V,des
refroidissement
σ K Chute/élévation de température entre les mediums d’alimentation et de retour
5 Panneau rayonnant
5.1 Systèmes de chauffage par le sol
5.1.1 Mode opératoire de conception

La conception d’un système de chauffage par le sol nécessite la détermination de l’aire de la surface

de chauffage, du type, de la dimension des tuyaux, de l’espacement des tuyaux, de la température

d’alimentation du medium de chauffage et du débit théorique du medium de chauffage. Les étapes de

conception sont les suivantes:

Étape 1: Calculer la charge calorifique théorique Q . La charge calorifique théorique Q ne doit pas

N N

inclure les pertes thermiques adjacentes. Il convient de réaliser cette étape en respectant une

norme de calcul de charge calorifique, telle que l’EN 12831, en se fondant sur un indice tel que

la température opérative (OT) (voir l’ISO 11855-1).

Étape 2: Déterminer l’aire de la surface de chauffage A , à l’exclusion de toute aire recouverte par des

objets fixes ou des objets fixés à une structure de bâtiment.

Étape 3: Établir une température de surface maximale admissible conformément à l’ISO 11855-1.

Étape 4: Déterminer le flux thermique théorique q conformément à la Formule (1). Pour les systèmes

des

de chauffage par le sol incluant une zone périphérique, le flux thermique théorique de la zone

périphérique q et le flux thermique théorique de la zone occupée q doivent être respec-

des,R des,A

tivement calculés sur l’aire de la surface de chauffage périphérique A et l’aire de la surface de

chauffage occupée A , conformément à la Formule (2).
(1)
q =
des
Qq=×Aq+×A (2)
Ndes,R Rdes,A A

Étape 5: Pour la conception des systèmes de chauffage par le sol, déterminer la pièce utilisée à la concep-

tion à l’aide du flux thermique théorique maximal q = q .
max des

Étape 6: Déterminer le système de chauffage par le sol, tel que l’espacement des tuyaux et le type de revê-

tement, et l’écart de température théorique du medium de chauffage Δθ , en se fondant sur

H,des

le flux thermique théorique maximal q et la température de surface maximale θ d’après

max F,max

la famille de courbes caractéristiques selon l’ISO 11855-2 et le paragraphe 5.1.7.

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ISO/FDIS 11855-3:2021(F)

Étape 7: S’il s’avère impossible d’obtenir le flux thermique théorique q quel que soit l’espacement des

des

tuyaux dans la pièce servant à la conception, il est recommandé d’inclure une zone périphérique

et/ou de prévoir un appareillage de chauffage complémentaire. Dans ce cas, il est dès lors pos-

sible d’obtenir le flux thermique théorique maximal q pour le système intégré dans une autre

max

pièce. La valeur de la puissance calorifique Q d’un appareillage de chauffage complémentaire

out
est déterminée par la Formule (3) suivante:
QQ=−Q (3)
outN des
où la puissance calorifique théorique Q est calculée à l’aide de la Formule (4):
des
Qq=×A (4)
desdes F

Étape 8: Déterminer la résistance thermique de la face arrière de la couche d’isolation R et le débit

λ,ins
théorique du medium de chauffage m (voir 5.1.6 et 5.1.8).
Étape 9: Estimer la longueur totale du circuit de chauffage.

En cas de fonctionnement intermittent fréquent, il doit être tenu compte des caractéristiques

d’augmentation du flux thermique et de la température de surface ainsi que du temps nécessaire pour

parvenir aux conditions admissibles dans les pièces juste après la mise en route du système.

5.1.2 Écart de température du medium de chauffage

L’écart de température du medium de chauffage Δθ est calculé comme suit (se référer à l’ISO 11855-2):

θθ−
Δθ = (5)
θθ−
θθ−

L’effet de la chute de température du medium de chauffage est pris en compte dans cette formule.

5.1.3 Courbe caractéristique

La courbe caractéristique décrit la relation entre le flux thermique q et l’écart de température du

medium de chauffage Δθ . Pour simplifier, on considère que le flux thermique q est proportionnel à

l’écart de température du medium de chauffage Δθ :
qK=⋅Δθ (6)

où K est le coefficient de transmission thermique équivalent déterminé dans l’ISO 11855-2 en fonction

du type de système.
5.1.4 Famille de courbes caractéristiques

La famille de courbes caractéristiques d’un système de chauffage par le sol avec un espacement

spécifique des tuyaux W doit contenir au moins les courbes caractéristiques relatives aux valeurs de la

résistance thermique du revêtement de surface R = 0, R = 0,05, R = 0,10 et R = 0,15 (m K/W),

λ,B λ,B λ,B λ,B

selon l’ISO 11855-2 (voir Figure 1). Si possible, les valeurs de R > 0,15 (m K/W) ne doivent pas être

λ,B
utilisées.
5.1.5 Courbes limites

Les courbes limites de la famille de courbes caractéristiques décrivent, selon l’ISO 11855-2, la relation

entre l’écart de température du medium de chauffage Δθ et le flux thermique q dans le cas où les

valeurs limites des températures de surface admises physiologiquement sont atteintes. Pour les besoins

de la conception, c’est-à-dire la détermination des valeurs théoriques du flux thermique et de l’écart de

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ISO/FDIS 11855-3:2021(F)

température associé du medium de chauffage ΔθH, les courbes limites sont valables pour une chute de

température σ entre les mediums d’alimentation et de retour se situant dans la plage suivante:

0 K < σ < 5 K

Les courbes limites sont utilisées pour spécifier la limite de l’écart de température du medium de

chauffage Δθ et la température d’alimentation (se référer à la Figure 6).
H,G
Légende
X Δθ K
Y q W/m
1 courbes limites
2 courbes caractéristiques de performance
zone périphérique
zone occupée

Figure 1 — Famille de courbes caractéristiques, incluant les courbes limites pour le chauffage

par le sol, pour un espacement constant des tuyaux

Cet exemple concerne le chauffage par le sol, température intérieure = 20 °C et température

maximale = 29 °C (zones occupées) et 35 °C (zone périphérique). Pour les salles de bains (la température

intérieure est de 24 °C), la courbe limite pour (θ – θ ) = 9K s’applique également.

F,max i
5.1.6 Isolation thermique vers le bas

Pour limiter le flux thermique à travers le sol vers les locaux situés en dessous, il doit être spécifié à la

conception que la résistance thermique exigée de la face arrière de la couche isolante R ne doit pas

λ,ins
être inférieure à la valeur en 5.1.2.3.2 de l’ISO 11855-5:—.

Pour les systèmes comportant une couche d’isolation plate (Types A, B, C, D et G de l’ISO 11855-2), la

résistance thermique de la face arrière de la couche isolante R est calculée par la Formule (7) en

λ,ins
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ISO/FDIS 11855-3:2021(F)

l’absence de goujon. De plus, l’épaisseur effective de la couche d’isolation thermique s est identique

ins

à l’épaisseur du panneau d’isolation thermique, et la conductivité thermique effective de la couche

d’isolation thermique λ est calculée par la Formule (7) s’il existe des goujons.
ins
ins
R = (7)
λ,ins
ins
ll−
pws
λλ= +λ (8)
insi ws
l l
ps ps
où:

λ est la conductivité thermique de la couche d’isolation thermique entre les goujons;

λ est la conductivité thermique du goujon;
l est la distance entre les goujons (voir Figure 2);
l est l’épaisseur du goujon (voir Figure 2).

Selon la construction du système de chauffage par le sol, l’épaisseur effective de la couche d’isolation

thermique s et la conduc
...