ISO 11855-1:2012
(Main)Building environment design — Design, dimensioning, installation and control of embedded radiant heating and cooling systems — Part 1: Definition, symbols, and comfort criteria
Building environment design — Design, dimensioning, installation and control of embedded radiant heating and cooling systems — Part 1: Definition, symbols, and comfort criteria
ISO 11855-1:2012 specifies the basic definitions, symbols, and a comfort criteria for radiant heating and cooling systems. ISO 11855-1:2012 is applicable to water based embedded surface heating and cooling systems in residential, commercial and industrial buildings. The methods apply to systems integrated into the wall, floor or ceiling construction without any open air gaps. It does not apply to panel systems with open air gaps which are not integrated into the building structure. ISO 11855-1:2012 also applies, as appropriate, to the use of fluids other than water as a heating or cooling medium. ISO 11855-1:2012 is not applicable for testing of systems. The methods do not apply to heated or chilled ceiling panels or beams.
Conception de l'environnement des bâtiments — Conception, dimensionnement, installation et contrôle des systèmes intégrés de chauffage et de refroidissement par rayonnement — Partie 1: Définition, symboles et critères de confort
ISO 11855-1:2012 spécifie les définitions de base, les symboles et les critères de confort relatifs aux systèmes de chauffage et de refroidissement par rayonnement. La série ISO 11855 s'applique aux systèmes de chauffage et de refroidissement de surface intégrés à eau dans les bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels. Ces méthodes s'appliquent aux systèmes intégrés dans les murs, sols ou plafonds, sans ouverture à l'air libre. Elles ne s'appliquent pas aux systèmes de panneaux avec ouvertures à l'air libre, qui ne sont pas intégrés dans une structure de bâtiment. La série ISO 11855 s'applique également, le cas échéant, à l'utilisation d'autres fluides que l'eau 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.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11855-1
First edition
2012-08-01
Building environment design — Design,
dimensioning, installation and control
of embedded radiant heating and
cooling systems —
Part 1:
Definition, symbols, and comfort criteria
Conception de l’environnement des bâtiments — Conception,
construction et fonctionnement des systèmes de chauffage et de
refroidissement par rayonnement —
Partie 1: Définition, symboles et critères de confort
Reference number
ISO 11855-1:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 11855-1:2012(E)
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Published in Switzerland
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ISO 11855-1:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviations .10
5 Comfort criteria .15
5.1 General thermal comfort .15
5.2 Local thermal comfort .17
5.3 Acoustical comfort .20
Annex A (informative) Floor surface temperature for thermal comfort .22
Annex B (informative) Draught .25
Bibliography .26
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ISO 11855-1:2012(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 11855-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 205, Building environment design.
ISO 11855 consists of the following parts, under the general title Building environment design — Design,
dimensioning, installation and control of embedded radiant heating and cooling systems:
— Part 1: Definition, symbols, and comfort criteria
— Part 2: Determination of the design and 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 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. Part 2 provides steady-state calculation methods for determination of the heating and cooling
capacity. Part 3 specifies design and dimensioning methods of radiant heating and cooling systems to ensure
the heating and cooling capacity. Part 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. Part 5 addresses the installation
process for the system to operate as intended. Part 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.
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ISO 11855-1:2012(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 shall be applied to systems using not only water but also other fluids or electricity as a
heating or cooling medium.
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, operation, and control method of embedded systems.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11855-1:2012(E)
Building environment design — Design, dimensioning,
installation and control of embedded radiant heating and
cooling systems —
Part 1:
Definition, symbols, and comfort criteria
1 Scope
This part of ISO 11855 specifies the basic definitions, symbols, and a comfort criteria for radiant heating and
cooling systems.
The ISO 11855 series is applicable to water based embedded surface heating and cooling systems in
residential, commercial and industrial buildings. The methods apply to systems integrated into the wall, floor or
ceiling construction without any open air gaps. It does not apply to panel systems with open air gaps which are
not integrated into the building structure.
The ISO 11855 series also applies, as appropriate, to the use of fluids other than water 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.
2 Normative references
ISO 7726:1998, Ergonomics of the thermal environment — Instruments for measuring physical quantities
ISO 7730:2005, Ergonomics of the thermal environment — Analytical determination and interpretation of
thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria
ISO 13731:2003, Ergonomics of the thermal environment — Vocabulary and symbols
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
additional thermal resistance
thermal resistance representing layers added to the building structure and acting mostly as thermal resistances
because of their own low thermal inertia
EXAMPLE Carpets, moquette, and suspended ceilings.
2.2
average specific thermal capacity of the internal walls
thermal capacity related to one square metre of the internal walls
NOTE Since internal walls are shared with other rooms, then just half of the total specific thermal capacity of the wall
must be taken into account, since the second half is influenced by the opposite rooms that are considered to be at the
same thermal conditions as the one under consideration.
2.3
average surface temperature
θ
s,m
average value of all surface temperatures in the occupied or peripheral area
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ISO 11855-1:2012(E)
2.4
basic characteristic curve
curve or formula reflecting the relationship between the heat flux and the mean surface temperature difference
NOTE This depends on heating/cooling and surface (floor/wall/ceiling) but not on the type of embedded system.
2.5
calculation time step
length of time considered for the calculation of the temperatures and heat flows in the room and slab
NOTE This is typically assumed to equal 3 600 s.
2.6
circuit
section of system connected to a distributor which can be independently switched and controlled
2.7
circuit total thermal resistance
thermal resistance representing the circuit as a whole, determining a straight connection between the water
inlet temperature and the mean temperature at the pipe level
NOTE It includes the water flow thermal resistance, the convection thermal resistance at the pipe inner side, the pipe
thickness thermal resistance, and the pipe level thermal resistance.
2.8
clothing insulation
basic clothing insulation that is the resistance of a uniform layer of insulation covering the entire body that has
the same effect on sensible heat flow as the actual clothing under standardized (static, wind-still) conditions
NOTE The definition of clothing insulation also includes the uncovered parts of the body, e.g. the head. It is described
as the intrinsic insulation from the skin to the clothing surface, not including the resistance provided by the air layer around
2 2
the clothed body, and is expressed in the clo unit or in m K/W; 1 clo = 0,155 m K/W.
2.9
conductive region of the slab
region of the slab that includes the pipes with thermal conductivities of the layers higher than 0,8 W/(m·K)
NOTE Due to the subdivision of the slab into an upper slab and a lower slab, the conductive region is also subdivided
into an upper conductive region and a lower conductive region.
2.10
convection thermal resistance at the pipe inner side
thermal resistance associated to the convection heat transfer taking place between the water flowing in the
pipe and the pipe inner side, thus connecting the mean water temperature along the circuit with the mean
temperature of the pipe inner side
2.11
convective heating and cooling system
system that directly conditions the air in the room for the purpose of heating and cooling
2.12
convective peak load
maximum cooling load to be extracted by a virtual convective system used to keep comfort conditions in the room
2.13
daily average temperature of the conductive region of the slab
average temperature of the conductive region of the slab during the day
2.14
design cooling capacity
Q
H,c
thermal output by a cooling surface at design conditions
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ISO 11855-1:2012(E)
2.15
design cooling load
Q
N,c
required thermal output necessary to achieve the specified design conditions in outside summer design conditions
2.16
design sensible cooling load
required sensible thermal output necessary to achieve the specified design conditions in outside summer
design conditions
2.17
design dew point
θ
Dp,des
dew point determined for the design
2.18
design supply temperature of heating/cooling medium
θ
V,des
value of flow water temperature with the thermal resistance of the chosen floor covering, at maximum value of
heat flux q
max
NOTE The flow and the supply temperature are the same throughout the EN 1264 series.
2.19
design heat flux
q
des
heat flow divided by the heating or cooling surface, taking into account the surface temperature required to
reach the design thermal capacity of a surface heated or cooled space, Q , reduced by the thermal capacity
H
of any supplementary heating or cooling equipment, if applicable
2.20
design heating capacity
Q
H,h
thermal output from a heating surface at design conditions
2.21
design heating load
Q
N,h
required thermal output necessary to achieve the specified design conditions in outside winter design conditions
NOTE When calculating the value of the design heat load, the heat flow from embedded heating systems into
neighbouring rooms is not taken into account.
2.22
design heating/cooling medium differential temperature
Δθ
H,des
temperature difference at design heat flux
2.23
design heating medium differential supply temperature
Δθ
V,des
temperature difference between the design supply medium temperature and indoor temperature at design heat flux
2.24
design heating/cooling medium flow rate
m
H
mass flow rate in a circuit which is needed to achieve the design heat flux
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ISO 11855-1:2012(E)
2.25
design indoor temperature
θ
i
operative temperature at the centre of the conditioned space used for calculation of the design load and capacity
NOTE The operative temperature is considered relevant for thermal comfort assessment and heat loss calculations.
This value of internal temperature is used for the calculation method.
2.26
distributor
common connection point for several circuits
2.27
draught
unwanted local cooling of a body caused by movement of air and related to temperature
2.28
electric floor (wall, ceiling) heating system
several panel systems that convert electrical energy to heat, raising the temperature of conditioned indoor
surfaces and the indoor air
2.29
embedded surface heating and cooling system
system consisting of circuits of pipes embedded in floor, wall or ceiling construction, distributors and
control equipments
2.30
equivalent heat transmission coefficient
K
H
coefficient describing the relationship between the heat flux from the surface and the heating/cooling medium
differential temperature
2.31
family of characteristic curves
curves denoting the system-specific relationship between the heat flux, q, and the required heating medium
differential temperature Δθ for conduction resistance of various floor coverings
H
2.32
heat flux
q
heat flow between the space and surface divided by the heated/cooled surface
NOTE For heating it is a positive value and for cooling it is a negative value.
2.33
heat transfer coefficient
h
t
combined convective and radiative heat transfer coefficient between the heated or cooled surface and the
space operative temperature (design indoor temperature)
2.34
heating or cooling surface
surface (floor, wall, ceiling) covered by the embedded surface heating/cooling system between the pipes at the
outer edges of the system with the addition of a strip at each edge of width equal to half the pipe spacing, but
not exceeding 0,15 m
2.35
heating or cooling surface area
A
F
area of surface (floor, wall, ceiling) covered by the embedded surface heating/cooling system between the
pipes at the outer edges of the system with the addition of a strip at each edge of width equal to half the pipe
spacing, but not exceeding 0,15 m
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ISO 11855-1:2012(E)
2.36
heating/cooling capacity for circuit
Q
HC
heat exchange between a pipe circuit and the conditioned room
2.37
heating/cooling medium differential temperature
Δθ
H
logarithmically determined average difference between the temperature of the heating/cooling medium and the
design indoor temperature
2.38
internal convective heat gains
convective contributions by internal heat gains acting in the room
NOTE Mainly due to people or electrical equipment.
2.39
internal radiant heat gains
radiant contributions by internal heat gains acting in the room
NOTE Mainly due to people or electrical equipment.
2.40
internal thermal resistance of the slab conductive region
total thermal resistance connecting the pipe level with the middle points of the upper conductive region and
lower conductive region of the slab
2.41
limit curves
curves in the field of characteristic curves showing the pattern of the limit heat flux depending on the heating
medium differential temperature and the floor covering
2.42
limit heat flux
q
G
heat flux at which the maximum or minimum permissible surface temperature is achieved
2.43
limit heating medium temperature difference
Δθ
H,G
intersection of the system characteristic curve with the limit curve
2.44
maximum cooling power
maximum thermal power of the cooling equipment, referring only to the room under consideration
2.45
maximum permissible surface temperature
q
max
required design heat flux in the room in order to design supply medium temperature
2.46
maximum operative temperature allowed for comfort conditions
maximum operative temperature allowed in the room according to comfort requirements in cooling conditions
2.47
maximum operative temperature drift allowed for comfort conditions
maximum drift in operative temperature allowed in the room according to comfort requirements
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ISO 11855-1:2012(E)
2.48
maximum permissible surface temperature
θ
S,max
maximum temperature permissible for physiological reasons or for the physical building, for calculation of the
limit curves, which may occur at a point on the surface (floor, wall, ceiling) in the occupied or peripheral area
depending on the particular usage at a temperature drop σ of the heating medium equal to 0
2.49
mean radiant temperature
uniform surface temperature of an imaginary black enclosure in which an occupant would exchange the same
amount of radiant heat as in the actual non-uniform enclosure
2.50
mean surface temperature difference
difference between the average surface temperature θ and the design indoor temperature θ
S,m i
NOTE It determines the heat flux.
2.51
metabolic rate
rate of transformation of chemical energy into heat and mechanical work by aerobic and anaerobic metabolic
activities within an organism, usually expressed in terms of unir area of the total body surfaces
2 2
NOTE The metabolic rate varies with each activity. It is expressed in the met unit or in W/m ; 1 met = 58,2 W/m .
1 met is the energy produced per unit surface area of a sedentary person at rest. The surface area of an average person
2 0,725 0,425
can be determined by Dubois Equation, Body Surface Area (m ) = 0,20 247 × Height (m) × Weight (kg) .
2.52
minimum permissible surface temperature
θ
S,min
minimum temperature permissible for physiological reasons or for the physical building, for calculation of the
limit curves, which may occur at a point on the surface (floor, wall, ceiling) in the occupied or peripheral area
depending on the particular usage at a temperature drop σ of the heating medium equal to 0
2.53
nominal heat flux
q
N
limit heat flux achieved without surface covering
2.54
nominal heating/cooling medium differential temperature
Δθ
N
absolute temperature difference at nominal heat flux q
N
2.55
non-active area
area of the surface not covered by a heating/cooling system
2.56
number of active surfaces
number of surfaces in straight thermal connection with the pipe level, so that it distinguishes whether the slab
transfers heat both through the floor side and through the ceiling side or whether the ceiling side is much more
active than the floor side
NOTE Two active surfaces when the conductive region extends from the floor to the ceiling, one active surface otherwise.
2.57
number of operation hours of the circuit
length of time during which the system runs in the day
6 © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 11855-1:2012(E)
2.58
occupied area
A
A
surface area which is heated or cooled, excluding peripheral area
2.59
occupied zone
part of the conditioned zone in which persons normally reside and where requirements as to the internal
environment are satisfied
NOTE Normally, the zone between the floor and 1,8 m above the floor and 1,0 m from outside walls/windows and
heating/cooling appliances, 0,5 m from internal surfaces.
2.60
open air gap
air gap in the floor, wall, or ceiling construction, where air exchange with space or the outside may occur
2.61
operative temperature
OT
θ
o
uniform temperature of an imaginary black enclosure in which an occupant exchanges the same amount of
heat by radiation and convection as in the actual non-uniform environment
2.62
orientation of the room
orientation of the main windowed external wall: East, South or West
NOTE It is used to determine when the peak load from heat gains happens, since internal heat gains are considered
almost constant and the widest variation is expected to happen in solar heat gains.
2.63
outward heat flux
q
U
heat flow which is exchanged through the construction with unconditioned spaces, another building entity, the
ground or outdoor air
2.64
peak load
maximum cooling load to be extracted by the system used to keep comfort conditions in the room
2.65
peripheral area
A
R
surface area which is heated or cooled to a higher or lower temperature
NOTE It is generally an area of 1 m maximum in width along exterior walls. It is not an occupied area.
2.66
pipe level
virtual plane where the pipe circuit lies
2.67
pipe level thermal resistance
thermal resistance associated to the 2-D conduction heat transfer taking place between the pipes and the
embedding layer, virtually referred to the pipe level, thus connecting the mean temperature of the pipe outer
side with the mean temperature at the pipe level
2.68
pipe spacing
spacing or distance between pipes embedded in the surface
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ISO 11855-1:2012(E)
2.69
pipe thickness thermal resistance
thermal resistance associated to the conduction heat transfer taking place through the pipe wall, thus connecting
the mean temperature of the pipe inner side with the mean temperature of the pipe outer side
2.70
predicted mean vote
PMV
index that predicts the mean value of the thermal sensation votes of a large group of persons on a 7-point
thermal sensation scale
2.71
predicted percentage of dissatisfied
PPD
index that establishes a quantitative prediction of the percentage of thermally dissatisfied people who are either
too warm of too cool
2.72
primary air convective heat gains
heat gains acting in the room due to the infiltration or primary air inflow
2.73
radiant surface heating and cooling system
heating and cooling system that controls the temperature of indoor surfaces on the floor, walls, or ceiling
2.74
radiant temperature asymmetry
difference between the plane radiant temperature of the two opposite sides of a small plane element
2.75
relative air velocity
air velocity relative to the occupant, including body movements
2.76
regional dew point
θ
Dp,R
dew point specified depending on the climatic conditions of the region
2.77
running mode
running mode of the circuit that defines whether the system is currently switched on or off
2.78
slab
horizontal building structure separating two rooms placed one below the other, hence being the ceiling for one
and the floor for the other
2.79
solar heat gains
solar heat gains acting in the room due to high-frequency radiation transmission through windows
2.80
specific daily energy gains
total energy to be extracted during the day in order to avoid a net increase in internal energy in the room and
maintain comfort conditions
2.81
supplementary heating equipment
additional heating facility with the additional heat output Q
out
EXAMPLE Convector, radiators.
8 © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 11855-1:2012(E)
NOTE It may have its own control equipment.
2.82
surface heating and cooling components
insulating layer (for thermal and/or impact noise insulation), protection layer (to protect the insulating layer), the pipes
or plane sections, the load and thermal distribution layer where pipes are embedded, covering and other items
NOTE 1 Other items include conducting devices, peripheral strips, attachment items, etc.
NOTE 2 Components may differ depending on the system.
2.83
system insulation
insulation with the thermal resistance R according to ISO 11855-5:2012, Table 2, to limit the heat loss of
λ,ins
heating and cooling systems
NOTE For floor heating and cooling systems, as a rule the thermal resistance R is provided by the insulation
λ,ins
layers which are integral parts of the system. National rules shall be consulted for this subject. For wall and ceiling heating
and cooling systems, the thermal resistance R may be determined taking into account the effective thermal resistance
λ,ins
of the building structure.
2.84
Thermally Active Building System
TABS
water based heating and cooling system where the pipes are embedded in the central concrete core of a
building construction
2.85
temperature drop
σ
difference between the supply and return temperature of the heating/cooling medium in a circuit
2.86
temperature of the heating/cooling medium
θ
m
average temperature between the supply and the return temperature defined as θ = θ + Δθ
m i H
2.87
thermal node
node summarizing the thermal behavior of a material or air volume as regards heat transfer calculations
2.88
thermal output of surface system
Q
S
sum of the products of the heating or cooled surfaces of a space with the associated design heat fluxes
NOTE For heating it is a positive value. For cooling it is a negative value.
2.89
total convective heat gains
sum of all convective contributions from heat gains acting in the room, hence it is the sum of internal convective
heat gains, primary air convective heat gains and a fraction of transmission heat gains
2.90
total radiant heat gains
sum of all radiant contributions from heat gains acting in the room (internal radiant heat gains, solar heat gains
and a fraction of transmission heat gains)
2.91
transmission heat gains
heat gains acting in the room due to conductive heat transmission through the external walls and windows
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ISO 11855-1:2012(E)
2.92
vertical air temperature difference
difference in air temperature measured at 1,1 m and 0,1 m above the floor
NOTE The distances 1,1 m and 0,1 m are theoretical average values for head and ankle height of a sedentary person.
2.93
wall surface thermal resistance
thermal resistance representing the connection between the core of the internal walls and their surface on
the room side
NOTE It usually corresponds to the layer of plaster covering the internal side of the walls.
2.94
water based floor (wall, ceiling) heating and cooling system
floor (wall, ceiling) system where pipes carrying water with or without additives as a medium are laid in the floor
(wall, ceiling)
2.95
water flow thermal resistance
thermal resistance that expresses the variation in temperature of the water flowing in the pipe along the circuit,
so it connects the water inlet temperature with the mean water temperature along the circuit
4 Symbols and abbreviations
For the purposes of this part of ISO 11855, the symbols and abbreviations in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols and abbreviations
Symbol Unit Quantity
2
A m Area of the occupied surface
A
2
A m Area of the heating/cooling surface
F
2
A m Area of the peripheral surface
R
2
A m Total area of internal vertical walls (i.e. vertical walls, external façades excluded)
W
a - Parameter factors for calculation of characteristic curves
i
2
B, B , B W/(m ·K) Coefficients depending on the system
G 0
b - Calculation factor depending on the pipe spacing
u
2
C J/(m ·K) Specific thermal capacity of the thermal node under consideration
2
C J/(m ·K) Average specific thermal capacity of the internal walls
W
c J/(kg·K) Specific heat of the material constituting the j-th layer of the slab
j
c J/(kg·K) Specific heat of water
W
D
m External diameter of the pipe, including sheathing where used
d m External diameter of
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11855-1
Première édition
2012-08-01
Conception de l’environnement des
bâtiments — Conception, construction
et fonctionnement des systèmes de
chauffage et de refroidissement par
rayonnement —
Partie 1:
Définition, symboles et critères de
confort
Building environment design — Design, dimensioning, installation
and control of embedded radiant heating and cooling systems —
Part 1: Definition, symbols, and comfort criteria
Numéro de référence
ISO 11855-1:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 11855-1:2012(F)
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ISO 11855-1:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations .11
5 Critères de confort .17
5.1 Confort thermique général .17
5.1.1 Température opérative .17
5.1.2 .Définition.18
5.1.3 PMV (vote moyen prévu)/PPD (pourcentage prévisible d’insatisfaits) .18
5.2 Confort thermique local .19
5.2.1 Limite de température de surface .19
5.2.2 Asymétrie de température de rayonnement .20
5.2.3 Différence verticale de la température de l’air .21
5.3 Confort acoustique .22
5.3.1 Vitesse de l’eau et bruit .22
5.3.2 Confort acoustique dans les systèmes de chauffage et de refroidissement à eau 22
5.3.3 Confort acoustique dans les systèmes de bâtiments thermoactifs (TABS) .23
Annexe A (informative) Température de surface du sol pour le confort thermique .24
Annexe B (informative) Courant d’air .27
Bibliographie .29
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ISO 11855-1:2012(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 Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/IEC, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée 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.
L’ISO 11855-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 205, Conception de l’environnement intérieur
des bâtiments.
L’ISO 11855 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Conception de l’environnement
des bâtiments — Conception, dimensionnement, installation et contrôle des systèmes intégrés de chauffage
et de refroidissement par rayonnement:
— Partie 1: Définition, 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
La Partie 1 spécifie les critères de confort dont il convient de tenir compte lors de la conception des
systèmes de chauffage et de refroidissement par rayonnement intégrés, le principal objectif d’un
système de chauffage et de refroidissement par rayonnement étant de satisfaire au confort thermique
des occupants. La Partie 2 fournit des méthodes de calcul en régime stabilisé pour la détermination
de la puissance calorifique et frigorifique. La Partie 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. La Partie 4 fournit une méthode de dimensionnement
et de calcul pour la conception des systèmes d’éléments de construction 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. La Partie 5 examine le processus d’installation permettant au système de
fonctionner comme prévu. La Partie 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.
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ISO 11855-1:2012(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
de normes 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 doit être 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.
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 l’exploitation et de la méthode de contrôle des systèmes intégrés.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11855-1:2012(F)
Conception de l’environnement des bâtiments —
Conception, construction et fonctionnement des systèmes
de chauffage et de refroidissement par rayonnement —
Partie 1:
Définition, symboles et critères de confort
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 11855 spécifie les définitions de base, les symboles et les critères de confort
relatifs aux systèmes de chauffage et de refroidissement par rayonnement.
La série ISO 11855 s’applique aux systèmes de chauffage et de refroidissement de surface intégrés à eau
dans les bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels. Ces méthodes s’appliquent aux systèmes
intégrés dans les murs, sols ou plafonds, sans ouverture à l’air libre. Elles ne s’appliquent pas aux systèmes
de panneaux avec ouvertures à l’air libre, qui ne sont pas intégrés dans une structure de bâtiment.
La série ISO 11855 s’applique également, le cas échéant, à l’utilisation d’autres fluides que l’eau 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.
2 Références normatives
ISO 7726:1998, Ergonomie des ambiances thermiques - Appareils de mesure des grandeurs physiques
ISO 7730:2005, Ergonomie des ambiances thermiques - Détermination analytique et interprétation du
confort thermique par le calcul des indices PMV et PPD et par des critères de confort thermique local
ISO 13731:2003, Ergonomie des ambiances thermiques - Vocabulaire et symboles
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
2.1
résistance thermique supplémentaire
résistance thermique représentant les couches qui ont été ajoutées à une structure de bâtiment, et qui
jouent principalement le rôle de résistances thermiques en raison de leur propre inertie thermique
EXEMPLE Tapis, moquettes et faux plafonds.
2.2
capacité thermique spécifique moyenne des murs intérieurs
capacité thermique par mètre carré de mur intérieur
Note 1 à l’article: Puisque les murs intérieurs sont partagés avec d’autres pièces, on ne doit prendre en compte que la
moitié de la capacité thermique spécifique totale du mur, la seconde moitié subissant l’influence des pièces situées
de l’autre côté, dont on considère qu’elles sont dans les mêmes conditions thermiques que la pièce considérée.
2.3
température de surface moyenne
θ
s,m
valeur moyenne de toutes les températures de surface dans la zone occupée ou dans la zone périphérique
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2.4
courbe caractéristique de base
courbe ou formule reflétant la relation entre le flux thermique et la différence de température de
surface moyenne
Note 1 à l’article: Celle-ci dépend du chauffage/refroidissement et de la surface (sol, mur, plafond), mais pas du
type de système intégré.
2.5
échelon de temps de calcul
durée prise en compte pour le calcul des températures et des flux thermique dans la pièce et dans la dalle
Note 1 à l’article: On le considère généralement égal à 3 600 s.
2.6
circuit
partie de système raccordée à un distributeur et qui peut être isolée et contrôlée individuellement
2.7
résistance thermique totale d’un circuit
résistance thermique représentant le circuit dans sa totalité, déterminant une relation directe entre la
température d’entrée de l’eau et la température moyenne au niveau de la tuyauterie
Note 1 à l’article: Celle-ci inclut la résistance thermique d’écoulement de l’eau, la résistance thermique totale de
convection côté intérieur des tuyaux, la résistance thermique de l’épaisseur des tuyaux et la résistance thermique
au niveau de la tuyauterie.
2.8
isolement thermique du vêtement
isolement thermique propre du vêtement, c’est-à-dire résistance exercée par une couche d’isolement
uniforme recouvrant la totalité du corps ayant le même effet sur le flux de chaleur sensible que l’ensemble
vestimentaire réel dans des conditions (immobilité du corps et de l’air) normalisées
Note 1 à l’article: La définition de l’isolement thermique d’un vêtement tient également compte des parties non
recouvertes du corps, comme la tête Il est décrit comme l’isolement thermique intrinsèque de la peau vers la
surface vêtue. Il n’inclut pas la résistance de la couche d’air autour du corps vêtu, et il s’exprime en unités « clo »
2 2
ou en m K/W; 1 clo = 0,155 m K/W.
2.9
zone conductrice de la dalle
région de la dalle incluant les tuyaux dont les conductivités thermiques des couches sont supérieures
à 0,8 W/(m·K)
Note 1 à l’article: En raison de la subdivision de la dalle en dalle supérieure et dalle inférieure, la zone conductrice
est également subdivisée en zone conductrice supérieure et zone conductrice inférieure.
2.10
résistance thermique de convection côté intérieur des tuyaux
résistance thermique associée à la transmission thermique par convection qui s’effectue entre l’eau
circulant dans les tuyaux et le côté intérieur des tuyaux, liant ainsi la température moyenne de l’eau
dans le circuit à la température moyenne du côté intérieur des tuyaux
2.11
système de chauffage et de refroidissement par convection
système qui conditionne directement l’air situé dans la pièce pour les besoins du chauffage et du
refroidissement
2.12
charge de pointe de convection
charge de refroidissement maximale destinée à être extraite par un système virtuel par convection
pour maintenir les conditions de confort dans la pièce
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ISO 11855-1:2012(F)
2.13
température journalière moyenne de la zone conductrice de la dalle
température moyenne de la zone conductrice de la dalle pendant la journée
2.14
puissance frigorifique théorique
Q
H,c
puissance thermique d’une surface de refroidissement en conditions de base
2.15
charge frigorifique théorique
Q
N,c
puissance thermique nécessaire pour atteindre les conditions théoriques spécifiées en conditions
extérieures estivales de base
2.16
charge frigorifique théorique sensible
puissance thermique sensible nécessaire pour atteindre les conditions théoriques spécifiées en
conditions extérieures estivales de base
2.17
point de rosée théorique
θ
Dp,des
point de rosée déterminé pour la conception
2.18
température théorique d’alimentation du medium de chauffage/refroidissement
θ
V,des
valeur de la température de l’eau d’écoulement avec la résistance thermique du revêtement de sol choisi,
à la valeur maximale du flux thermique q
max
Note 1 à l’article: La température d’écoulement et la température d’alimentation sont identiques dans l’ensemble
de la série de normes EN 1264.
2.19
flux thermique théorique
q
des
flux thermique divisé par la surface de chauffage ou de refroidissement, en tenant compte de la
température de surface nécessaire pour atteindre la puissance thermique théorique d’un local chauffé
ou refroidi superficiellement, Q , avec déduction, le cas échéant, de la puissance thermique de tout
H
équipement de chauffage ou de refroidissement
2.20
puissance calorifique théorique
Q
H,h
puissance thermique d’une surface de chauffage en conditions de base
2.21
charge calorifique théorique
Q
N,h
puissance thermique nécessaire pour atteindre les conditions théoriques spécifiées en conditions
extérieures hivernales de base
Note 1 à l’article: Lors du calcul de la valeur de la charge calorifique théorique, le flux thermique des systèmes de
chauffage intégrés vers les pièces adjacentes n’est pas pris en compte.
2.22
écart de température théorique du medium de chauffage/refroidissement
Δθ
H,des
différence de température pour le flux thermique théorique
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ISO 11855-1:2012(F)
2.23
écart de température d’alimentation théorique du medium de chauffage
Δθ
V,des
écart de température entre la température d’alimentation du medium de base et la température
intérieure pour le flux thermique théorique
2.24
débit théorique du medium de chauffage/refroidissement
m
H
débit massique d’un circuit nécessaire pour obtenir le flux thermique théorique
2.25
température intérieure théorique
θ
i
température opérative au centre du local conditionné, utilisée pour le calcul de la charge et de la
puissance thermique théoriques
Note 1 à l’article: On considère que la température opérative est appropriée pour l’évaluation du confort thermique
et les calculs de perte thermique. Cette valeur de la température intérieure est utilisée dans la méthode de calcul.
2.26
distributeur
point de raccordement de plusieurs circuits
2.27
courant d’air
refroidissement local non désiré d’un corps, provoqué par un déplacement d’air et associé à la température
2.28
système électrique de chauffage par le sol (mur, plafond)
plusieurs systèmes de panneaux qui convertissent l’énergie électrique en chaleur, élevant la température
des surfaces intérieures conditionnées et de l’air intérieur
2.29
système de chauffage et de refroidissement de surface intégré
système constitué de circuits de tuyaux intégrés dans des éléments de sol, de mur ou de plafond, des
organes de distribution et l’équipement de contrôle
2.30
coefficient de transmission thermique équivalent
K
H
coefficient décrivant la relation entre le flux thermique provenant de la surface et l’écart de température
du medium de chauffage/refroidissement
2.31
famille de courbes caractéristiques
courbes caractérisant la relation particulière à chaque système entre le flux thermique q et l’écart
de température du medium de chauffage requis ⊗ selon la résistance de conduction de différents
H
revêtements de sol
2.32
flux thermique
q
flux thermique échangé entre le local et la surface, divisé par la surface chauffée/refroidie
Note 1 à l’article: Sa valeur est positive pour le chauffage et négative pour le refroidissement.
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2.33
coefficient de transmission thermique
h
t
coefficient de la combinaison des transmissions thermiques par rayonnement et convection entre la
surface chauffée ou refroidie et la température opérative du local (température intérieure théorique)
2.34
surface de chauffage ou de refroidissement
surface (sol, mur, plafond) couverte par le système de chauffage/refroidissement de surface intégré
entre les tuyaux des bords extérieurs du système, plus une bande d’une largeur égale à la moitié de
l’espacement des tuyaux sur chaque bord, mais ne dépassant pas 0,15 m
2.35
aire de surface de chauffage ou de refroidissement
A
F
aire de surface (sol, mur, plafond) couverte par le système de chauffage/refroidissement de surface
intégré entre les tuyaux des bords extérieurs du système, plus une bande d’une largeur égale à la moitié
de l’espacement des tuyaux sur chaque bord, mais ne dépassant pas 0,15 m
2.36
puissance calorifique/frigorifique du circuit
Q
HC
échange de chaleur entre des canalisations et la pièce conditionnée
2.37
écart de température du medium de chauffage/refroidissement
Δθ
H
écart logarithmique moyen entre la température du medium de chauffage/refroidissement et la
température intérieure théorique
2.38
apports de chaleur internes par convection
contributions par convection des apports de chaleur internes agissant dans la pièce
Note 1 à l’article: Elles sont dues principalement aux individus ou à l’équipement électrique.
2.39
apports de chaleur internes par rayonnement
contributions par rayonnement des apports de chaleur internes agissant dans la pièce
Note 1 à l’article: Elles sont dues principalement aux individus ou à l’équipement électrique.
2.40
résistance thermique intérieure de la zone conductrice de la dalle
résistance thermique totale liant le niveau de la tuyauterie aux points situés au milieu de la zone
conductrice supérieure et de la zone conductrice inférieure de la dalle
2.41
courbes limites
courbes, parmi les courbes caractéristiques, représentant le flux thermique limite en fonction de l’écart
de température du medium de chauffage et du revêtement de sol
2.42
flux thermique limite
q
G
flux thermique correspondant à la température de surface maximale ou minimale autorisée
2.43
différence de température limite du medium de chauffage
Δθ
H,G
intersection de la courbe caractéristique du système et de la courbe limite
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2.44
puissance frigorifique maximale
puissance thermique maximale de l’équipement de refroidissement, uniquement dans la pièce considérée
2.45
température de surface maximale admissible
q
max
flux thermique théorique nécessaire dans la pièce pour déterminer la température d’alimentation du medium
2.46
température opérative maximale admissible pour des conditions de confort
température opérative maximale admissible dans la pièce en fonction des exigences de confort dans des
conditions de refroidissement
2.47
dérive de température opérative maximale admissible pour des conditions de confort
dérive de température opérative maximale admissible dans la pièce en fonction des exigences de confort
2.48
température de surface maximale admissible
θ
S,max
température maximale admissible pour des raisons physiologiques ou liées à la physique du bâtiment,
utilisée pour le calcul des courbes limites, qui peut exister en un point de la surface (sol, mur, plafond)
dans la zone occupée ou périphérique ,en fonction d’un emploi particulier, pour une chute de température
σ du medium de chauffage égale à 0
2.49
température moyenne de rayonnement
température de surface uniforme d’une enceinte noire imaginaire dans laquelle un occupant échangerait
la même quantité de chaleur par rayonnement que dans l’enceinte non uniforme réelle
2.50
différence moyenne de température de surface
différence entre la température de surface moyenne θ et la température intérieure théorique .
S,m i
Note 1 à l’article: Celle-ci détermine le flux thermique.
2.51
métabolisme énergétique
transformation de l’énergie chimique en énergies thermique et mécanique, par le jeu de réactions
aérobies et anaérobies se déroulant dans un organisme, habituellement exprimée en termes d’unité
d’aire de la surface corporelle totale
Note 1 à l’article: Le métabolisme énergétique varie avec chaque activité. Il est exprimé en unités « met » ou en
2 2
W/m : 1 met = 58,2 W/m . 1 met est l’énergie produite par unité d’aire de surface d’un individu sédentaire au
repos. L’aire de surface corporelle d’un individu moyen peut être déterminée au moyen de l’équation de Dubois,
2 0,725 0,425
Surface corporelle (m ) = 0,20 247 × Hauteur (m) × Poids (kg) .
2.52
température de surface minimale admissible
θ
s,m S,min
température minimale admissible pour des raisons physiologiques ou liées à la physique du bâtiment,
utilisée pour le calcul des courbes limites, qui peut exister en un point de la surface (sol, mur, plafond)
dans la zone occupée ou périphérique ,en fonction d’un emploi particulier, pour une chute de température
σ du medium de chauffage égale à 0
2.53
flux thermique nominal
q
N
flux thermique limite atteint sans revêtement de surface
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2.54
écart de température nominale du medium de chauffage/refroidissement
Δθ
N
écart de température absolue pour le flux thermique nominal q
N
2.55
aire inactive
aire de la surface non couverte par le système de refroidissement/chauffage
2.56
nombre de surfaces actives
nombre de surfaces en relation thermique directe avec le niveau de la tuyauterie, permettant ainsi de
distinguer si les transferts de la dalle chauffent à la fois le côté sol et le côté plafond ou si le côté plafond
est beaucoup plus actif que le côté sol
Note 1 à l’article: Deux surfaces actives lorsque la zone conductrice s’étend du sol au plafond, une surface active
dans le cas contraire.
2.57
nombre d’heures de fonctionnement du circuit
durée pendant laquelle le système fonctionne dans la journée
2.58
aire occupée
A
A
aire de la surface chauffée ou refroidie, à l’exclusion de la zone périphérique.
2.59
zone occupée
partie de la zone conditionnée dans laquelle les individus séjournent normalement et où les exigences
concernant l’environnement intérieur sont respectées
Note 1 à l’article: Il s’agit normalement de la zone allant du sol jusqu’à 1,8 m au-dessus du sol et 1,0 m des murs
extérieurs/des fenêtres et appareils de chauffage/refroidissement, 0,5 m des surfaces intérieures.
2.60
ouverture à l’air libre
ouverture dans une paroi – sol, mur ou plafond – permettant un échange d’air avec les locaux ou l’extérieur
2.61
température opérative
OT
θ
o
température uniforme d’une enceinte noire imaginaire dans laquelle un occupant échange la même
quantité de chaleur par rayonnement et par convection que dans l’environnement non uniforme réel
2.62
orientation de la pièce
orientation du mur principal extérieur avec fenêtre: est, sud ou ouest
Note 1 à l’article: Utilisée pour déterminer si la charge de pointe des apports de chaleur se produit, car les apports
de chaleur internes sont considérés comme presque constants et on s’attend à ce que la variation la plus grande se
produise dans les apports de chaleur solaire.
2.63
flux thermique sortant
q
U
flux thermique échangé à travers les éléments de construction vers des locaux non conditionnés, un
autre bâtiment, le sol ou l’air extérieur
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2.64
charge de pointe
charge de refroidissement maximale destinée à être extraite par le système utilisé pour maintenir les
conditions de confort dans la pièce
2.65
surface périphérique
A
R
aire de surface chauffée ou refroidie à une température supérieure ou inférieure
Note 1 à l’article: Il s’agit généralement d’une aire d’une largeur maximale de 1 m le long des murs extérieurs. Cette
zone est inoccupée.
2.66
niveau de la tuyauterie
plan virtuel contenant le circuit de tuyaux
2.67
résistance thermique au niveau de la tuyauterie
résistance thermique associée à la transmission thermique par conduction 2-D qui existe entre les tuyaux
et la couche intégrée, virtuellement en référence au niveau de la tuyauterie, liant ainsi la température
moyenne côté extérieur des tuyaux à la température moyenne au niveau de la tuyauterie
2.68
espacement des tuyaux
espacement ou distance entre les tuyaux intégrés dans la surface
2.69
résistance thermique de l’épaisseur des tuyaux
résistance thermique associée à la transmission thermique par conduction qui existe à travers la paroi
des tuyaux, liant ainsi la température moyenne côté intérieur des tuyaux à la température moyenne côté
extérieur des tuyaux
2.70
vote moyen prévisible
PMV
indice permettant de prévoir la valeur moyenne des votes de ressenti thermique qui seraient exprimés
par un grand nombre de personnes sur l’échelle de sensations thermiques à 7 niveaux
2.71
pourcentage prévisible d’insatisfaits
PPD
indice de prévision quantitative du nombre de personnes insatisfaites sur le plan thermique, en termes
de pourcentage de personnes ayant trop froid ou trop chaud
2.72
apports de chaleur par convection d’air primaire
apports de chaleur se produisant dans la pièce en rais
...
Questions, Comments and Discussion
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