jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
constructions, d'utiliser les faibles pouvoirs conducteurs des matières filamenteuses ou pulvérulentes en les employant comme garnissages de cavités ménagées dans les planchers, les toitures, ou dans les murailles de pierres ou de briques. Nous empruntons à Péclet les pouvoirs de conduction c des matériaux ordinaires : Cuivre c = 64, — Fonte c = 40, — Fer c = 29, — Zinc c = 28, — Plomb c = 14, — Pierre calcaire c = 1,70 Plâtre ordinaire... c = 0,33 Terre cuite c = 0,65 Sapin normalement aux fibres c = 0,093 Verre c = 0,75 Air stagnant c = 0,04 en moyenne. Nous avons mentionné comme cause générale d'échauffement celle qu'il faut attribuer aux surfaces vitrées. Elle est, en effet, presque toujours fort élevée malgré le faible pouvoir conducteur du verre. Il faut donc en trouver la cause principale dans ce que le verre se laisse facilement traverser par la chaleur solaire et surtout, qu'il est toujours employé à très mince épaisseur. On parvient à réduire cet échauffement en employant des doubles vitrages laissant entre eux une couche d'air stagnant dont le pouvoir conducteur est faible. 2° L'échauffement produit par l'insolation des murs et vitrages est souvent considérable et beaucoup plus élevé parfois que celui dû au contact de l'air seul; ainsi, de Gasparin a trouvé pour températures moyennes du printemps, à Paris : 10°,60 à l'ombre et 14°,80 au soleil. En été, la différence doit évidemment être bien plus importante, en raison de la plus longue durée relative d'insolation et de la direction plus normale des rayons solaires. La quantité de chaleur solaire absorbée par les murailles et les toitures est d'autant plus considérable, toutes choses égales d'ailleurs, que la direction des rayons solaires est plus voisine de la perpendiculaire à la surface des murailles et de la toiture ; on conçoit d'après cela que les expositions au sud doivent recevoir beaucoup plus de chaleur solaire que les expositions au nord; et que plus l'inclinaison de la toiture exposée au sud se rapproche de l'angle correspondant à la latitude du lieu, diminué de l'angle de déclinaison, plus
et beaucoup plus élevé parfois que celui dû au contact de l'air seul; ainsi, de Gasparin a trouvé pour températures moyennes du printemps, à Paris : 10°,60 à l'ombre et 14°,80 au soleil. En été, la différence doit évidemment être bien plus importante, en raison de la plus longue durée relative d'insolation et de la direction plus normale des rayons solaires. La quantité de chaleur solaire absorbée par les murailles et les toitures est d'autant plus considérable, toutes choses égales d'ailleurs, que la direction des rayons solaires est plus voisine de la perpendiculaire à la surface des murailles et de la toiture ; on conçoit d'après cela que les expositions au sud doivent recevoir beaucoup plus de chaleur solaire que les expositions au nord; et que plus l'inclinaison de la toiture exposée au sud se rapproche de l'angle correspondant à la latitude du lieu, diminué de l'angle de déclinaison, plus l'échauffement produit par l'insolation, dans le milieu de la journée, sera considérable; surtout si, de plus, la surface vitrée qu'elle peut contenir a un développement très étendu. La couleur claire ou sombre des murailles et celle de la couverture ne sont pas elles-mêmes sans influence sur l'échauffement produit, car l'absorption de chaleur solaire sera d'autant plus élevée que le rayonnement dû à cette couleur sera plus faible. Les chiffres de température cités précédemment ont été fournis par le thermomètre librement suspendu à l'air et qui n'était point exposé à l'action solaire, ni au rayonnement du sol et des murs voisins; ils ne mesurent par conséquent que la température de l'air. En portant ces chiffres à une fois et demie leur valeur pour les surfaces de murailles et de toitures exposées normalement à l'action des rayons solaires, on restera bien souvent en dessous de la réalité. 3° Dans les ateliers où travaillent de nombreux ouvriers, où fonctionnent des machines et leur moteur à vapeur, ces ouvriers, le frottement dans les machines et le rayonnement des conduites et autres organes en contact avec la vapeur, viennent apporter leur contingent à l'échauffement de l'enceinte. Cet échauffement est facile à déterminer par l'écart moyen
de chaleur solaire sera d'autant plus élevée que le rayonnement dû à cette couleur sera plus faible. Les chiffres de température cités précédemment ont été fournis par le thermomètre librement suspendu à l'air et qui n'était point exposé à l'action solaire, ni au rayonnement du sol et des murs voisins; ils ne mesurent par conséquent que la température de l'air. En portant ces chiffres à une fois et demie leur valeur pour les surfaces de murailles et de toitures exposées normalement à l'action des rayons solaires, on restera bien souvent en dessous de la réalité. 3° Dans les ateliers où travaillent de nombreux ouvriers, où fonctionnent des machines et leur moteur à vapeur, ces ouvriers, le frottement dans les machines et le rayonnement des conduites et autres organes en contact avec la vapeur, viennent apporter leur contingent à l'échauffement de l'enceinte. Cet échauffement est facile à déterminer par l'écart moyen de température qui s'établit au-dessus de la température du dehors pendant le travail; pour cette détermination, l'excès de température doit être constaté quand, dans cet atelier, la température approche du maximum tolérable. 4° L'air de ventilation ne pouvant être admis dans l'enceinte qu'après avoir refroidi que si, auparavant, on lui a enlevé assez de chaleur pour que sa température soit égale, sinon inférieure, à celle que l'on veut maintenir à l'intérieur; et cette quantité de chaleur à soustraire étant proportionnelle au volume d'air lancé, on voit de suite qu'il est nécessaire de réduire la ventilation au volume rigoureusement nécessaire à la salubrité. Dans les ateliers non ventilés en hiver, ou ventilés seulement pour la commodité d'un chauffage central, sans que la ventilation en elle-même soit jugée indispensable, cette ventilation n'est pas plus nécessaire en été. Et, en effet, pendant les grands froids de l'hiver, pour s'opposer au refroidissement de l'atelier, on calfeutre pour ainsi dire toutes les issues par lesquelles l'air froid pourrait pénétrer; les portes et fenêtres sont soigneusement fermées, ou si l'on ouvre un vasistas, ce n'est que pour un court instant; on fait, en un mot, tout ce qu'il est possible pour s'opposer au renouvellement de l'air
a enlevé assez de chaleur pour que sa température soit égale, sinon inférieure, à celle que l'on veut maintenir à l'intérieur; et cette quantité de chaleur à soustraire étant proportionnelle au volume d'air lancé, on voit de suite qu'il est nécessaire de réduire la ventilation au volume rigoureusement nécessaire à la salubrité. Dans les ateliers non ventilés en hiver, ou ventilés seulement pour la commodité d'un chauffage central, sans que la ventilation en elle-même soit jugée indispensable, cette ventilation n'est pas plus nécessaire en été. Et, en effet, pendant les grands froids de l'hiver, pour s'opposer au refroidissement de l'atelier, on calfeutre pour ainsi dire toutes les issues par lesquelles l'air froid pourrait pénétrer; les portes et fenêtres sont soigneusement fermées, ou si l'on ouvre un vasistas, ce n'est que pour un court instant; on fait, en un mot, tout ce qu'il est possible pour s'opposer au renouvellement de l'air ou réduire ce renouvellement au strict minimum. En été, au contraire, pendant les grandes chaleurs, toutes les ouvertures pouvant donner issue à l'air chaud du dedans vers le dehors sont dégagées, les portes et les vasistas des fenêtres sont ouverts au large ; pour rafraîchir quelque peu l'atelier et les ouvriers qui y sont occupés, on cherche à favoriser les courants d'air; en un mot, on rend le renouvellement de l'air aussi grand et aussi rapide que possible, et, par suite, inutile la ventilation artificielle. Il est cependant des cas où l'insalubrité des ateliers est telle qu'elle exige une ventilation certaine, énergique et beaucoup plus considérable qu'elle ne pourrait être obtenue par la simple ouverture des portes et fenêtres. Dans ce cas, la quantité de chaleur à enlever à cet air de ventilation, pris au dehors, pour l'amener à la température à entretenir dans l'atelier, est évidemment égale au poids moyen de cet air multiplié par sa chaleur spécifique, par le nombre de mètres cubes introduits en une heure et par la réduction de l'air de température à faire subir à cet air. Notons qu'en été, l'air de ventilation étant généralement plus froid et, par suite, plus lourd que l'air
ouvriers qui y sont occupés, on cherche à favoriser les courants d'air; en un mot, on rend le renouvellement de l'air aussi grand et aussi rapide que possible, et, par suite, inutile la ventilation artificielle. Il est cependant des cas où l'insalubrité des ateliers est telle qu'elle exige une ventilation certaine, énergique et beaucoup plus considérable qu'elle ne pourrait être obtenue par la simple ouverture des portes et fenêtres. Dans ce cas, la quantité de chaleur à enlever à cet air de ventilation, pris au dehors, pour l'amener à la température à entretenir dans l'atelier, est évidemment égale au poids moyen de cet air multiplié par sa chaleur spécifique, par le nombre de mètres cubes introduits en une heure et par la réduction de l'air de température à faire subir à cet air. Notons qu'en été, l'air de ventilation étant généralement plus froid et, par suite, plus lourd que l'air de l'atelier à ventiler, cet air ne pourra plus y pénétrer naturellement, ainsi que cela se produit en hiver pour l'air chaud et relativement léger qui a traversé et s'est échauffé dans un calorifère; par conséquent la ventilation, en été, ne peut être effectuée qu'à l'aide de moyens mécaniques. Calcul des gains de chaleur. — La quantité Q de chaleur positive ou négative émise par les murs et vitrages maintenus à une température constante dépend du rayonnement R et du contact de l'air A; on a donc : Q = R + A. La quantité de chaleur R émise par rayonnement, par mètre carré et par heure (l'heure est prise pour unité de temps dans tous ces calculs), est indépendante de la forme et de la grandeur du corps; pourvu que sa surface n'offre pas de parties rentrantes, elle ne dépend que de la nature de la surface et de la différence de sa température avec celle des corps qui l'environnent. Les valeurs de R, pour les différentes matières suivantes, sont : Cuivre rouge = 0,16 Fer ordinaire = 2,77 Fonte = 3,36 Zinc = 0,24 Pierre calcaire = 3,60 Plâtre, briques = 3,60 Bois = 3,60 Verre = 2,91
des gains de chaleur. — La quantité Q de chaleur positive ou négative émise par les murs et vitrages maintenus à une température constante dépend du rayonnement R et du contact de l'air A; on a donc : Q = R + A. La quantité de chaleur R émise par rayonnement, par mètre carré et par heure (l'heure est prise pour unité de temps dans tous ces calculs), est indépendante de la forme et de la grandeur du corps; pourvu que sa surface n'offre pas de parties rentrantes, elle ne dépend que de la nature de la surface et de la différence de sa température avec celle des corps qui l'environnent. Les valeurs de R, pour les différentes matières suivantes, sont : Cuivre rouge = 0,16 Fer ordinaire = 2,77 Fonte = 3,36 Zinc = 0,24 Pierre calcaire = 3,60 Plâtre, briques = 3,60 Bois = 3,60 Verre = 2,91 La valeur de A, gain de chaleur provenant du contact de l'air, est indépendante de la nature de la surface des murailles ou des parois; elle ne dépend que de la différence de la température des parois avec celle de l'air extérieur, de la forme et des dimensions des parois extérieures, de la vitesse du vent; cette valeur peut varier entre les nombres A1 = 3 et A2 = 6. C'est cette dernière valeur que nous emploierons. Murailles. — Après des recherches nombreuses, Péclet est arrivé à la formule suivante pour la valeur M1 de la chaleur reçue ou cédée, en calories, par mètre carré de murailles et par heure : C désigne le pouvoir de conduction des matériaux du mur; Q est égal à la valeur de R + A; T – l' est égal à la différence entre la température extérieure T et la température intérieure T; et enfin e est l'épaisseur du mur en mètre. Vitrages. — Pour trouver les quantités de chaleur entrant par mètre carré et par heure à travers les vitrages, on peut aussi se baser sur les chiffres suivants, dus également à Péclet, qui les a obtenus par des expériences directes : 1
extérieures, de la vitesse du vent; cette valeur peut varier entre les nombres A1 = 3 et A2 = 6. C'est cette dernière valeur que nous emploierons. Murailles. — Après des recherches nombreuses, Péclet est arrivé à la formule suivante pour la valeur M1 de la chaleur reçue ou cédée, en calories, par mètre carré de murailles et par heure : C désigne le pouvoir de conduction des matériaux du mur; Q est égal à la valeur de R + A; T – l' est égal à la différence entre la température extérieure T et la température intérieure T; et enfin e est l'épaisseur du mur en mètre. Vitrages. — Pour trouver les quantités de chaleur entrant par mètre carré et par heure à travers les vitrages, on peut aussi se baser sur les chiffres suivants, dus également à Péclet, qui les a obtenus par des expériences directes : 1 seule vitre = 4 (T – T') 2 vitres distantes de 0,05 m,02 = 2 (T – T') 2 vitres distantes de 0,02 à 0,04 m,02 .... M 2 = 1,7 (T– T) Insolation des murailles, fenêtres et toitures. — Pour tenir compte de l'insolation des murailles, fenêtres et toitures, nous multiplierons la valeur de T correspondant à la partie des murailles insolée au milieu de la journée, vers la fin de juillet, par le coefficient 1,50, la radiation solaire augmentant leur température d'au moins moitié quand cette radiation est normale aux surfaces; mais nous ne prendrons pour étendue de surface insolée que celle qui correspond à la radiation normale, c'est-à-dire la projection de la surface insolée sur un plan perpendiculaire à la ligne nordsud du lieu et faisant avec l'horizon un angle égal à la latitude du lieu diminué de l'angle de déclinaison, 20° environ, vers le 24 juillet; au milieu de la journée, vers le 24 juillet, époque des plus grandes chaleurs de l'année, les rayons solaires sont, en effet, à peu près perpendiculaires à ce plan de projection XYZ (pl. I, fig. 4 et 5). De même nous tiendrons compte de l'insolation des vitrages et de la
nous multiplierons la valeur de T correspondant à la partie des murailles insolée au milieu de la journée, vers la fin de juillet, par le coefficient 1,50, la radiation solaire augmentant leur température d'au moins moitié quand cette radiation est normale aux surfaces; mais nous ne prendrons pour étendue de surface insolée que celle qui correspond à la radiation normale, c'est-à-dire la projection de la surface insolée sur un plan perpendiculaire à la ligne nordsud du lieu et faisant avec l'horizon un angle égal à la latitude du lieu diminué de l'angle de déclinaison, 20° environ, vers le 24 juillet; au milieu de la journée, vers le 24 juillet, époque des plus grandes chaleurs de l'année, les rayons solaires sont, en effet, à peu près perpendiculaires à ce plan de projection XYZ (pl. I, fig. 4 et 5). De même nous tiendrons compte de l'insolation des vitrages et de la toiture en multipliant la valeur de T correspondant à la partie de toiture recevant l'insolation au milieu de la journée par le coefficient 1,50, et nous prendrons encore pour étendue de la surface insolée la projection de cette surface sur le plan de radiation XYZ déterminé précédemment. Il est bien évident que l'accroissement de réchauffement produit par l'insolation varie d'heure en heure et ne se transmet pas instantanément à l'intérieur de l'enceinte, mais le maximum doit avoir lieu vers midi et le retard de sa transmission doit croître avec l'épaisseur des parois à traverser; s'il est à peu près nul pour les vitrages, ce retard doit être de quelques heures pour les murs, de sorte qu'en nous basant sur l'étendue et la position de la surface insolée à midi, nous ne devons pas être loin de trouver l'effet maximum produit par cette insolation vers 2 à 3 heures du soir, alors que la température extérieure est elle-même à son maximum. Chaleur dégagée à l'intérieur de l'enceinte. — La chaleur dégagée à l'intérieur d'un atelier par les opérations qui y sont effectuées, par les machines, les conduites de vapeur, les ouvriers, etc. produisant un excès de n degrés de la température
évident que l'accroissement de réchauffement produit par l'insolation varie d'heure en heure et ne se transmet pas instantanément à l'intérieur de l'enceinte, mais le maximum doit avoir lieu vers midi et le retard de sa transmission doit croître avec l'épaisseur des parois à traverser; s'il est à peu près nul pour les vitrages, ce retard doit être de quelques heures pour les murs, de sorte qu'en nous basant sur l'étendue et la position de la surface insolée à midi, nous ne devons pas être loin de trouver l'effet maximum produit par cette insolation vers 2 à 3 heures du soir, alors que la température extérieure est elle-même à son maximum. Chaleur dégagée à l'intérieur de l'enceinte. — La chaleur dégagée à l'intérieur d'un atelier par les opérations qui y sont effectuées, par les machines, les conduites de vapeur, les ouvriers, etc. produisant un excès de n degrés de la température intérieure sur la température extérieure, pour en tenir compte dans le calcul du rafraîchissement à produire en été, si T est le maximum de température à tolérer dans l'enceinte, il suffira de calculer le rafraîchissement à fournir comme si T+n était la température maximum à entretenir. Applications. — Pour fixer les idées, appliquons à un exemple ces formules simples et suffisamment exactes en pratique pour calculer approximativement le réchauffement produit par chacune des causes mentionnées précédemment et en déduire la quantité de chaleur à enlever pour combattre l'influence de toutes ces causes réunies et finalement obtenir dans un atelier la température voulue. Supposons que, dans un atelier donné, la température moyenne doive s'élever, au maximum, à 24°; que cet atelier se composant de deux salles : l'une, au rez-de-chaussée, ait pour dimensions 40 mètres de longueur, 10 mètres de largeur et 5 mètres de hauteur; l'autre, à l'étage, sous les combles, ait les mêmes dimensions; que l'épaisseur des murs soit de 0,60 m au rez-de-chaussée, 0,40 m à l'étage; l'épaisseur du plancher de l'étage soit de 0,40 m et celle du plafond 0,30 m. Que le rez-de-chaussée de cette construction soit éclairé par trente-deux fenêtres de 3 mètres hauteur, 1,50
les idées, appliquons à un exemple ces formules simples et suffisamment exactes en pratique pour calculer approximativement le réchauffement produit par chacune des causes mentionnées précédemment et en déduire la quantité de chaleur à enlever pour combattre l'influence de toutes ces causes réunies et finalement obtenir dans un atelier la température voulue. Supposons que, dans un atelier donné, la température moyenne doive s'élever, au maximum, à 24°; que cet atelier se composant de deux salles : l'une, au rez-de-chaussée, ait pour dimensions 40 mètres de longueur, 10 mètres de largeur et 5 mètres de hauteur; l'autre, à l'étage, sous les combles, ait les mêmes dimensions; que l'épaisseur des murs soit de 0,60 m au rez-de-chaussée, 0,40 m à l'étage; l'épaisseur du plancher de l'étage soit de 0,40 m et celle du plafond 0,30 m. Que le rez-de-chaussée de cette construction soit éclairé par trente-deux fenêtres de 3 mètres hauteur, 1,50 mètre largeur; que l'étage soit aussi éclairé par trente-deux fenêtres de 2 mètres de haut, 1,50 mètre de largeur, et que la toiture renferme vingt-huit fenêtres de 2 mètres de long, 1,25 mètre de large, éclairant encore l'atelier de l'étage. De plus, supposons que l'orientation de ce bâtiment soit telle que la projection de sa face de 40 mètres longueur soit de 32 mètres de longueur et celle de sa face de 10 mètres largeur, soit de 6 mètres sur la ligne est-ouest du lieu. Admettons enfin qu'à la suite d'observations, on ait reconnu que la température à l'intérieur parvient à 24° sans refroidissement ni chauffage autre que celui résultant du travail effectué dans cet atelier par les ouvriers et les machines, quand la température au dehors n'est que de 22°. La température moyenne maximum T au dehors étant de 32°, en juillet, pendant les plus grandes chaleurs, la température T' en dedans ne devant pas dépasser 24°, sur lesquels sont à déduire les deux degrés dus aux causes internes d'échauffement, nous devrons calculer le réchauffement à vaincre par le refroidissement comme si T — T — 32° — 22° = 10°, au lieu de T — T' = 32°
que la projection de sa face de 40 mètres longueur soit de 32 mètres de longueur et celle de sa face de 10 mètres largeur, soit de 6 mètres sur la ligne est-ouest du lieu. Admettons enfin qu'à la suite d'observations, on ait reconnu que la température à l'intérieur parvient à 24° sans refroidissement ni chauffage autre que celui résultant du travail effectué dans cet atelier par les ouvriers et les machines, quand la température au dehors n'est que de 22°. La température moyenne maximum T au dehors étant de 32°, en juillet, pendant les plus grandes chaleurs, la température T' en dedans ne devant pas dépasser 24°, sur lesquels sont à déduire les deux degrés dus aux causes internes d'échauffement, nous devrons calculer le réchauffement à vaincre par le refroidissement comme si T — T — 32° — 22° = 10°, au lieu de T — T' = 32° — 24° = 8°, différence qui devra exister en réalité. Rez-de-chaussée. — La surface des parois verticales du rez-de-chaussée est d'environ : 2 (40 m + 10 m) 5 m = 500 mètres carrés, et celle des fenêtres : 32 X 3 m X 1,50 m = 144 mètres carrés; il reste donc pour surface des murailles : 500 - 144 = 356 mètres carrés. La formule de Péclet, pour les murailles, donne : Le tableau des valeurs de C nous donne pour conductibilité calorifique moyenne de la pierre calcaire : C = 1,70; l'épaisseur des murs est de 0,60 m; le tableau des valeurs de B nous donne pour valeur du rayonnement de la pierre calcaire R = 3,60; il vient donc : Q = 6 + 3,60 = 9,60. Remplaçant dans la formule les lettres par leur valeur, il vient : La surface des murs étant 356 mètres carrés, on trouve pour ces murs : M1 = 356 mètres carrés X 17,75 = 6300 calories de transmises par heure, par rayonnement et par contact de l'air, au rez-de-chaussée par ses murs. La surface des fenêtres étant 144 mètres carrés, au rez-de-chaussée et les vitres étant simples, nous aurons