VALEUR DE G

o.feo

5* Transmission de la chaleur à travers les murailles. Ordinairement une des deux températures tQtIf est inconnue; c'est ce qui arrive, par exemple, pour leismtraillesdet édifices, lorsque, pour les différentes pièces, une seiHe face esttxposée à Tair extérieur. La face intérieure opposée à celle exposée i Pair extérieur recevant le rayonne-

CUAtFFAGE. 429

ment de toutes les autres, toutes les surfaces intérieures ont une température peu diflTérente de celle de l'air des pièces qu'elles forment; niais la température de la surface extérieure est nécessairement plus grande que celle de Taîr extérieur, et elle ne peut être déterminée à l'aide d'un thermomètre. Alors il faut transformer la formule (8) en y remplaçant ^' en fonction dQ la température de l'air extérieur. Mais comme en employant la formule (7) de Dulong l'élimination de ^'serait impossible, et qu'en admettant les formules (6) et (6) on serait conduit à une équation du deuxième degré assez compliquée et d'un usage clifl5cile, M. Péclet a admis la loi de Newton, qui est suflSsamment exacte pour des petits excès de température, et il a posé

T' tempSratare de Pair extérieur.

. Les équations (8) et (9) donnent

Si tous les mur$ soiU exposés à l'air extérieur, comme dans les églises, par exemple^ le rayonnement ne peut plus maintenir les faces intérieures à la température de l'air qu'elles renferment; alors il faut encore remplacer dans l'équation (10), t en fonction de la température de l'air intérieur. Comme on peut poser

T température de l*air intérieur.

Les formules (10) et (11) donnent

(k+k') (E^^T+CTQ + Ck'T k'C(k-{-k')(T--r)

G{2k'-hk)+Ek'(k-{-k') ^ ^^ C(U'+k)-hEk'{k+k^' ^ ^

Cette nouvelle valeur de M est beaucoup plus petite que quand on suppose que les surfaces intérieures sont à la température de l'air intérieur, égalité que l'on ne peut admettre que quand une très-petite partie de muraille est exposée à l'air extérieur.

Pour des murs de 10 mètres de hauteur en pierre calcaire, pour lesquels C=l,70; A; = 3,60 et A:' = 1,96, si T = 15* et T' = 7% les formules (12) deviennent

et on a respectivement pour

E = 0".40 0-.20 0».30 0".40 0".5^ 0«.60 ♦".70 0».80 0».90 4"".00 <=9».60 O^.ÔO 10«.34 10«.63 lOo.SS |4«.22 \k\dê <1«.6i ii».68 ^«.83 M= 10.7 9.9 9.2 8.6 8J |.6 . 7.2 6.9 6.6 6.3

La formule (10) donne^ respectî^ment.

M= 33.42 26.86 22.92 19.24 Tl^' 45.03 13.48 12.25 i4.30 40.39

6' Transmission de la chaleur^ travers les mires. 1* Si une seule face de la pièce est exposée à Tair, de nmnière qu^on puisse supposer la température t des faces intérieures égale à celle T de Pair Intérieur (5*), on a, en admettant que le réchauffement et le refroidissement s'effectuent de la même manière pour les mêmes excès de température,

d'où

e=t±i- et «=:-i-^ (* + &'). (13)

6 température de la vitre.

2° Pour une enceinte entièrement vitrée chauffée par de Tair chaud et exposée de toute part à Taîr extérieur, les faces intérieures n'étant chauffées que par le contact de l'air, puisque ayant toutes la même température, leur rayonnement réciproque ne change pas cette température, on a

A:'(T^e)=(0~r)(A + ^'), d'où (i:=.!^l±^^jpil.

et

A cause du rayonnement du sol, et des pertes de chaleur à travers les joints des vitres, pertes qui peuvent varier dans des limites trèsétendues, M. Péclet pense que pour les serres et les constructions analogues, il y a lieu d^admettre les chiffres de transmission de la formule (15).

3* Pour un bâtiment en maçonnerie isolé de toutes parts, et dont les vitres n'occupent qu'une petite partie de la surface , comme pour les églises, la chaleur que les vitres reçoivent par rayonnement est (^—0) (Atj — A:) , et celle qu'elles reçoivent par le contact de Tair est k'(J — 0). On a alors

(i e)(ft,A)+A'(T-9)«(6-T'XA'+/fc), d'Où «uïl*±M^C^)±ï*',

et

M = ((>~T')(fc + ;fc')» '''''~''^^*jJl'^^^''~'''^ (k + kf). (lô)

CUàIFFAGE. « 451

A, coeffietoni du pouvoir rayoanant de» nors (uU«ta de la page 435).

/£ id. des Titres id,

k' ccelfieien t de la perle de chalear daMfrêbnlact des titres avee l'air (3* page 426) .

Pour T=450; T'=7«; A=t.94 ; Aj = 3.60j des murailles de 40

à 30 mètres de hauteur sur #p>.60 d'épaisseur, et d'une conductibilité

G = 4.70, la valeur de i iera à peu près de 40«, et suiTani que la bauteur

des fenêtres est de :

6 mètres.

La formale (43) donne respectlTement :

T La quantité de chaleur perdue par le sol est en général très-petite, comme Texpérience le prouve» et elle peut être négligée dans rétablissement des appareils de chauffage. Dans nos climats la température du sol étant à peu près constante à 8 mètres de profondeur, et égale à la température moyenne annuelle de 10 à il'', il en résulte que la tenvpérature du sol des édifices doit être bien voisine de cette dernière, qui diffère peu de celle intérieure habituelle de i5^

8° Quant à \Hr\flvjence de la partie supérieure des pièces ^ les édifices publics et les maisons particulières étant toujours recouverts d'une toiture et d'un plancher épais de grenier, il en résulte qu'on peut négliger la perte de chaleur par la partie supérieure des édifices.

9" Transmission de la chaleur à travers les enveloppes cylindriques,^

Ce cas est celui, par exemple, d'un tuyau métallique parcouru par de la vapeur et enveloppé d'une matière conduisant mal 'la chaleur. On a

2ffR^C(Ar + ArO(T~r) **■*" C+(Ar + A;')R'N '

M quantité de chaleur transmise par unité de longueur de tuyau et par heure;

N=:tf(logr/^logli);

g:^ .^ p. := 3^3036 nombre par lequel il faut multiplier le logarithme d'un

nombre pour avoir son logarithme népérien {Int,, 38!)) ; R et R' rayons extérieurs du tuyau et de l'enveloppe ; T et T' températures intérieure et extérieure ; G coefficient de oonductibllilè de Tenveloppe [¥] ; k et k' coefficients dus au rayonnement et au contact de l'air (4*' et 3o]; si la matière

enveloppante est couverte de toile, A =3.65, et A' se déduit de la formule

donnée au 3<* pour les cylindres horizontaux.

552. Chauffage des appartements par les cheminées ordinaires, La quantité de chaleur rayonnée dans l'appartement par un foyer ordinaire de cheminée est à peu près le 1 fk de la chaleur totale rayonnée

432 DKCXIÈME PARTIS.

par le combustible; ainsi, pom* le bois^^elle est seulemei^t les 0,06 ou 0,07 de 1§ chaleur totale développée par sa combustion (282).

Les combustibles les plus convenables pour ce mode de chauffage sont la houille et le coke, dont les pouvoirs rayonnants sont trèsgrands (289 et 290). La cheminée ouverte n^utilise cependant qu^environ les 0,13 de la chaleur totale développée par ces combustibles.

On peut admettre que dans les cheminées ordinaires i kilog. de bois exige au moins Tappel de 100 mètres cubes d*air, et 60 mètres dans celles qui sont le mieux construites (291). ^

Le diamètre d*une cheminée ordinaire d^appartement varie de 0"',20 à 0',25. Rarement il convient de dépasser cette limite , à moins que pour les appartements destinés à recevoir un grand nombre de personnes; dans ce cas, afin de faciliter la ventilation, on porte ordinairement la section des cheminées à 25 ou 27 décimètres carrés, 0',80 siv 0",32 environ. y

Dans les cheminées à la Rumfort, l'ouverture inférieure du tuyau à fumée varie de 0"',0/i à 0'°,06 de section. Dans les cheminées à la L'Homond , la distance du tablier au contre-cœur est de 0". 1 5 , et à une hauteur de 0",30 , le contre-cœur porte des briques qui ne laissent plus à Touverture que 0",05 de largeur.

D'après des expériences faites par les membres du comité consultatif, . les proportions de charbon nécessaires pour maintenir une même salle à la même température pendant le même temps, sont 100 pour les cheminées ordinaires, 13 pour les poêles métalliques, et de 13 à 16 pour les appareils analogues aux poêles, mais à foyers ouverts.

Dans le choix des différents modes de chauffage, il faut avoir égard, selon les circonstances, non-seulement à la chaleur utilisée, mais aussi à la ventilation produite.

535. Chauffage par des poêles (331). Lorsqu'un tuyau dans lequel circule de la fumée chauffe directement Tair extérieur, on peut admettre que )a quantité de chaleur qui passe à travers ses parois est proportionnelle à la différence des températures intérieure et extérieure, et, des expériences de M. Péclet sur les cheminées en tôle, en fonte et en terre, il résulte que un mètre carré de surface laisse passer en une heure, pour une différence de température de un degré, 3,93 unités de chaleur pour la tôle, 9,9 unités pour la fonte, et 3,85 unités pour la terre cuite de 0",01 d'épaisseur.

D'après cela, supposant que dans un poêle la fumée soit abandonnée à 200% on peut même, avec de bonnes dispositions, l'amener jusqu'à 100* avant de la laisser s'échapper au dehors, sa température aux environs du foyer étant au moins de 800*" , sa température moyenne est de 500* pendant la chauffe, et l'excès de température varie de 400" à 500"; d'où il résulte que, dans ce cas, chaque mètre carré de surface de chauffe laisse passer en une heure, pour un excès moyen

CHAVFPAGB. 433

de /i50% 1768,5 unités de chaleur pour la tôle, M55 pour la fonte, et 1732,5 pour la terre cuite de 0",0i d'épaisseur.

Cette énorme différence des quantités de chaleur qui passent à travers la tôle et la fonte n'existe pas dans le chauffage par l'eau ou par la vapeur.

Les résultats précédents peuvent servir à calculer la surface de chauffe d'un poêl^ ou d'un calorifère, les tuyaux parcourus par la fumée ayant la section minimum de la cheminée (295), et le combustible produisant un effet utile égal aux 0,80 de sa puissance calorifique. Dans la pratique, on compte ordinairement sur un mètre carré de surface de chauffe en tôle ou en fonte, quoique pour cette dernière elle puisse être beaucoup moindre, par 100 mètres cubes de capacité de salle à chauffer.

Le diamètre des tuyaux de poêle peut se calculer comme celui des cheminées; mais il vaut mieux'généralement s'en tenir aux dimensions 0*,iO à 0°',20 adoptées dans la pratique.

On donne un degré suffisant d'humidité à l'air, en plaçant un vase plein d'eau sur l,e poêle ou dans les conduits d'air chaud. La quantité d'eau est de 1 à 1,5 litre environ par jour pour une salle de 75 à 80 mètres cubes.

534. Calorifères à air chaud. L'air à échauffer doit toujours être pris à l'extérieur, et pour les calorifères placés dans les pièces qu'ils doivent chauffer et ventiler, tels que ceux que l'on emploie depuis quelque temps dans les écoles, il faut compter sur un mètre carré de surface de chauffe par kilogramme de houille ou par 2 kilogrammes de bois brûlés h, l'heure, sans compter l'enveloppe extérieure.

Pour les calorifères non placés dans les pièces qu'ils doivent chauffer et ventiler, la quantité maximum de combustible à brûlpr se détermine en supposant que son effet utile est les 0,50 ou 0,55 de sa puissance calorifique (282) ; cet effet utile atteint les 0,75 et même les 0,80 pour les calorifères les mieux construits. La grille, pour une même quantité de combustible brûlée, a la même surface que pour les chaudières à vapeur (301), mais il vaut mieux augmenter cette surface que de la diminuer. La section de la cheminée et des canaux de circulation se calcule comme pour les chaudières à vapeur (295), en supposant égale à 200° la température de la fumée dans la cheminée. La surface de chauffe réelle •est de 2 mètres carrés par kilog. de houille ou 2 kilog. de bois à brûler par heure.

La quantité d'eau à donner par jour pour entretenir Thumidité est de 1.5 à 2 litres pour une salle de 100 mètres cubes.

Les tuyaux qui conduisent l'air chaud dans les diverses pièces à chauffer doivent, autant que possible, partir tous du réservoir même d'air chaud , afin qu'ils ne se gênent pas mutuellement. Deux tuyaux branchés l'un sur l'autre ne doivent pas se servir d'obturateur; aussi

é%i DEUSLiÉiis Partis.

faut41, dans ce cas, faire usage d'uae culotte. Les df tnensioas dis tuy'aux doivent être grandes ; la vitesse de Tair ne doit pas être supérieure à O'^fSO en moyenne, ies coudes et les étrangiements des clefs compensés.

Les bouches doivent être larges et maillées avec du fil de fer très-fin, à grandes mailles de 0'°,005 au moins de côté. Les bouches à coulisses sont plus commodes pour régler Touverture que celles à charnières.

Sans un moyen d'évacuation de Tair de la salle, Pair chaud he peut pas s'y introduire. L^appel peut se faire par la cheminée, quâ^d il y en a^ne, ou par une cage d'escalier contigu, 4 l'aide d*an« bouche )çril^ lagée de communication. Dans Im salies à manger ou letwtichambres, on peut placer au plafond ou près du plafond une bouche grillage qui communique, par un tuyau de O"^!^ à 0*^16 de diamètre, avdc un tuyau de tôle montant de 2 mètres dans la cheminée de la cuisine ou dans tout autre cheminée constamment chauffée.

Quand on «hauffîe plusieurs étapes ftvec ma seulealodfère, les éta^ supérieurs absorbent tout Pair sans rien laisser au resMte-chaussée$on remédie à cet ioeonvénîent à Taide de coulisses ou en divisant par des cloisons le réservoir d'air cliaud en autant de parties qu'il y a d'étages, n convient, quand cela est possible, que le tuyau qui conduit l'air à chaque étage circule sous le plafond de l'étage inférieur ; des bouches convenablement distribuées sur sa longueur amènent l'air dans la pièce en traversant le plancher. Cette disposition nous a parfaitement réussi dans une fabrique de papiers peints, où IVm avait à la fois à chauffer et sécher.

Pour pouvoir chauffer un rez^e-chaussée, le calorifère doit être établi dans une cave en contre-bas; sans cela l'air chaud se dista'îbue mal dans la pièce, il n'y va même pas si l'on chauffe en même temps des étages supérieurs.

Lorsqu'on fait arriver Tair chaud dans une pièce telle qu'un am^ pbithéâtre par un grand nombre d'orifices placés sous les bancs, la section de ces orifices doit être calculée de manière que la vitesse de l'air ne dépasse pas 0'",20 par seconde.

il n'y a guère que dans les hôpitaux où il soit nécessaire de maintenir une température constante jour et nuit. On y parvient par une combustion continue dans les foyers, ou par des réservoirs d'eau qui accumulent de la chaleur développée le jour pour la dégager lent^nent la nuit. Mais, à moins que les murailles n'aient qu'une bien faible épaisseur, la chaleur qu'elles renferment est presque toujours suffisante pour fendre peu sensible la diminution de température pendant la nuit.

En général, quand les murailles sont d'une certaine épaisseur, les chauffages de nuit sont inutiles, et presque toujours un chauffage actif «l'un petit nombre d'heures le matin peut réparer en grmide partie la perte du régime qui a eu lieu pendant la nuit.

QusLïid les murailles n'ont qu'une faible épaisseur, comme dans cor-

GHAUPPA«i.

taines usii^eg, «lies se refroidissent beaucoup pendaot la nuit ; mais on parvient encore facilement à les échauffer en allumant les foyers un Certain nombre d'heures avant Tarrivée des ouvriers.

Lorsque les pièces ne sont employées que certains jours et à certaines heures» pour économiser* le combustible, on ne maintient pas les rau* railles dans un état constant de température , on ne rétablit même pas réquillbre au moment de les utiliser; on se contente, par un cbauiTage très-vif 4e quelques heures, d'échaufTer partiellement les murailles^ et de compenser leur faible température par un plus grand éehauffesient de Tair pendant roccupation des pièces (331).

Les dijQTérentes parties des appareils de chauffage se construisent pour les jours les plus froids de Thiv^, et de manière que le matin, en un petit nombre d'heures, ils puissent amener Tair et les murs de la salle à la température qu'ils doivent avoir pendant le jour. U est économique de disposer les appareils de manière que, pendant ce chauiTage préliminaire, on puisse interrompre la ventilation; ainsi, le calorifère étant à air chaud, il convient de pouvoir faire aller successivement Tair de la salle au calorifère et du calorifère à la salle.

35S. Chauffage de Vair par la vapeur. D'après des expériences dfi Tredgold, les quantités de vapeur condensées en une heure par mètre carré de surface d'un tuyau exposé 4 Tair libre à iô** sont* pour les tuyaux

de fer blioc 4^.07

de Terre 4 .76

de tôle neuTe 4 .80

de Ù>le Fouillée t .40

D'après Clément, la température de l'air étant 25% un mètre cane de surface condense en une heure les poids de vapeur consignés duM le tableau suivant. La dernière colonne donne, d'âpre la loi du n* 305, les poids de vapeur qui seraient condensés si la température de l'air était de 15%

DÉSIGMATIOH DES SURFACES.

Tuyau horizontal en fonte nue . .

Id, id, noircie.

Jd, en culyre nu. . .

Id. id, noirci.

Tuyau verlical en cuivre noirci.. .