Les systèmes qui utilisent la chaleur rayonnante diffusent la chaleur directement sur le sol, les murs ou les panneaux de plafond d’une maison. Ces systèmes s’appuient fortement sur le transfert de chaleur par rayonnement, c’est-à-dire le transfert direct de la chaleur par rayonnement infrarouge d’une surface chaude aux personnes et aux objets présents dans l’espace. La chaleur provenant d’un élément de cuisson chaud dans toute la pièce est connue sous le nom de chauffage par rayonnement. Le chauffage par le sol radiant ou simplement le chauffage par le sol sont d’autres noms pour le chauffage radiant situé dans le sol.
Le chauffage par rayonnement présente de nombreux avantages. Parce qu’il élimine les pertes par les conduits, il est plus efficace que le chauffage par plinthes et généralement plus efficace que le chauffage à air pulsé. Comme la chaleur rayonnante ne disperse pas les allergènes comme le font les systèmes à air pulsé, les personnes souffrant d’allergies la préfèrent souvent. Les systèmes hydroniques (à base de liquide) à faible consommation d’électricité sont avantageux pour les maisons isolées ou dans les endroits où l’électricité est chère. Les systèmes hydroniques peuvent utiliser un large éventail de sources d’énergie, telles que les chaudières classiques au gaz ou au mazout, les chaudières à bois, les chauffe-eau solaires, ou une combinaison de ces sources, pour chauffer le liquide.
Contrairement à son nom, le chauffage par rayonnement à partir du sol repose principalement sur la convection, c’est-à-dire le mouvement naturel de la chaleur à l’intérieur d’un espace lorsque l’air chauffé s’élève du sol. Les panneaux radiants utilisés dans les murs et les plafonds et les systèmes de chauffage par le sol sont très différents les uns des autres. C’est pourquoi les sections suivantes traitent séparément des panneaux radiants et du chauffage par le sol.
PLANCHER CHAUFFANT
Il existe trois types de planchers chauffants : les planchers chauffés à l’eau chaude (hydroniques), les planchers chauffants électriques et les planchers chauffants à l’air (l’air est le vecteur de chaleur).
Ces catégories peuvent également être divisées en fonction de l’installation. Les installations humides sont celles où l’installateur “prend en sandwich” le tube du plancher radiant entre deux couches de contreplaqué ou fixe le tube sous le sol fini ou le sous-plancher. Les installations sèches utilisent l’importante masse thermique d’une dalle de béton ou d’un béton léger sur un sous-plancher en bois.
Types de planchers chauffants
- PLANCHERS RADIANTS CHAUFFÉS À L’AIR
Les planchers à air radiant sont rarement installés dans les habitations car ils ne sont pas rentables pour stocker des quantités importantes de chaleur dans l’air. Bien qu’ils puissent être utilisés avec des systèmes de chauffage solaire de l’air, l’inconvénient évident de ces systèmes est qu’ils ne produisent de la chaleur que pendant la journée, lorsque les charges de chauffage sont souvent moindres. Les avantages de l’utilisation de la chaleur solaire pendant la journée l’emportent sur l’inefficacité d’essayer de chauffer une maison avec une chaudière traditionnelle en pompant l’air à travers les planchers pendant la nuit. Bien que certains des premiers systèmes de chauffage solaire à air aient utilisé des galets comme moyen de stockage de la chaleur (voir les systèmes de chauffage solaire à air), cette méthode n’est pas conseillée.
- PLANCHERS RADIANTS HYDRONIQUES
Pour les climats où le chauffage est prédominant, les systèmes hydroniques (liquides) sont les systèmes de chauffage radiant les plus répandus et les plus économiques. Les systèmes de planchers radiants hydroniques font circuler sous le sol de l’eau chaude provenant d’une chaudière et répartie selon un schéma. Dans certains systèmes, la température des pièces est régulée par des vannes de zonage, des pompes et des thermostats qui contrôlent la quantité d’eau chaude circulant dans chaque boucle de tuyauterie. Le prix de l’installation d’un plancher radiant hydronique varie selon les régions et dépend de la taille de la maison, du style d’installation, du matériau de revêtement de sol, de l’éloignement du site et du coût de la main-d’œuvre.
- PLANCHERS RADIANTS ÉLECTRIQUES
En règle générale, les revêtements de sol radiants électriques sont constitués de câbles chauffants électriques intégrés dans le sol. Il existe d’autres systèmes dans lesquels une natte électrique est posée sur le sous-plancher sous un revêtement de sol tel qu’un carrelage.
Les planchers rayonnants électriques ne sont économiquement viables que s’ils présentent une masse thermique considérable, comme un sol en béton épais, et si votre compagnie d’électricité propose des tarifs en fonction de l’heure de consommation en raison du coût relativement élevé de l’électricité. Pendant les heures creuses (de 21 heures à 6 heures environ), vous pouvez “charger” le sol en béton en chaleur grâce à la tarification en fonction de l’heure de consommation. Sans apport électrique supplémentaire, la chaleur stockée dans un sol doté d’une masse thermique suffisante permet de maintenir la maison agréable pendant huit à dix heures, en particulier lorsque les températures diurnes sont nettement plus élevées que les températures nocturnes. Cela permet d’économiser une somme d’argent considérable par rapport au chauffage aux heures de pointe de la journée.
S’il n’est pas pratique d’étendre le système de chauffage à une nouvelle pièce, les planchers rayonnants électriques peuvent également s’avérer judicieux dans le cas d’une extension de maison. Toutefois, les propriétaires devraient envisager d’autres options, telles que les pompes à chaleur mini-split, qui fonctionnent plus efficacement et offrent en outre une fonction de refroidissement.
TYPES D’INSTALLATIONS DE PLANCHER
Les procédures d’installation des systèmes radiants électriques et hydroniques dans les planchers sont comparables, que l’on utilise des fils ou des tubes chauffants.
Le premier type de système de plancher radiant actuel est l’installation dite “humide”, qui consiste à enfouir les fils ou les tubes dans un plancher solide. Le tube ou le câble peut être enterré sous un sous-plancher ou dans une fine couche de béton, de gypse ou d’un autre matériau installé au-dessus d’une épaisse dalle de fondation en béton (souvent utilisée dans les maisons à “dalle” sans sous-sol). Le poids supplémentaire peut nécessiter un support de plancher supplémentaire si le béton est utilisé et que le nouveau plancher n’est pas sur un sol solide. Il convient de consulter un ingénieur qualifié pour vérifier la capacité de charge du plancher.
Les dalles de béton épaisses sont idéales pour stocker la chaleur des systèmes d’énergie solaire, dont la production de chaleur est variable. Les dalles épaisses présentent l’inconvénient d’avoir un temps de réponse lent à la température, ce qui rend difficile, voire impossible, la mise en œuvre de tactiques telles que les baisses de température nocturnes ou diurnes. La plupart des spécialistes conseillent de maintenir les maisons équipées de ce type de système de chauffage à une température constante.
Les planchers dits “secs”, dans lesquels les câbles ou les tubes circulent dans un espace d’air sous le plancher, ont gagné en popularité grâce aux progrès récents de la technologie des planchers, principalement parce qu’ils sont plus faciles et plus rapides à construire. Le chauffage d’un espace d’air étant nécessaire pour les planchers secs, une température de fonctionnement plus élevée est requise pour le système de chauffage par rayonnement.
Dans certains systèmes à sec, les tubes ou les fils sont suspendus entre les solives sous le plancher. Pour fixer le tube selon cette technique, il faut généralement percer les solives du plancher. Pour envoyer la chaleur vers le haut, un isolant réfléchissant doit également être placé sous les tubes. L’installation de fils ou de tubes entre deux niveaux de sous-plancher à partir du sol est une autre option. Dans ce cas, les tubes de liquide sont souvent installés dans des diffuseurs en aluminium qui dispersent la chaleur de l’eau sur le sol pour le chauffer plus uniformément. Les tuyaux et les diffuseurs de chaleur sont fixés entre les fourrures, qui supportent le poids du nouveau sous-plancher et de la surface du sol fini.
Une entreprise a amélioré ce concept en fabriquant des revêtements de sol en contreplaqué dans lesquels sont intégrés des rainures pour les tuyaux et des plaques de diffusion de la chaleur en aluminium. Étant donné que le transfert de chaleur du plancher est nettement amélioré par rapport aux planchers secs ou humides plus conventionnels, ces produits permettent également d’utiliser moitié moins de tubes ou de câbles.
REVÊTEMENTS DE SOL
Le revêtement de sol le plus populaire et le plus efficace pour le chauffage par rayonnement est le carrelage en céramique, car il conduit efficacement la chaleur et assure le stockage thermique. Les revêtements de sol courants tels que la moquette, le bois, le vinyle et le linoléum peuvent tous être utilisés, mais ils réduisent l’efficacité du système car ils isolent le sol de la pièce.
Si une moquette est souhaitée, choisissez une moquette fine avec un rembourrage important et utilisez le moins de moquette possible. Si le sol n’est posé que dans une partie des pièces, le système doit comporter une boucle de tubes distincte pour ces pièces afin de les chauffer plus efficacement. En effet, pour compenser le revêtement de sol, l’eau qui circule sous le sol couvert devra être plus chaude. Les planchers en bois doivent être stratifiés plutôt que massifs afin de réduire le risque de rétrécissement et de fissuration du bois sous l’effet du séchage provoqué par la chaleur.
PANNEAUX RADIANTS
Les panneaux radiants pour murs et plafonds sont souvent composés d’aluminium et chauffés soit par l’électricité, soit par des tuyaux d’eau chaude, mais cette dernière solution soulève des questions concernant les fuites dans les systèmes montés sur les murs ou les plafonds. La plupart des panneaux rayonnants pour les habitations disponibles dans le commerce sont chauffés à l’électricité.
Les panneaux rayonnants, comme toute autre forme de chauffage électrique, peuvent être coûteux, mais ils peuvent être utilisés pour compléter la chaleur dans certaines pièces ou pour chauffer une extension de maison lorsqu’il n’est pas possible d’étendre le système de chauffage existant.
Les panneaux rayonnants offrent les temps de réponse les plus courts de toutes les technologies de chauffage et, comme le panneau de chaque pièce peut être réglé individuellement, ils peuvent consommer moins d’énergie et d’argent que d’autres systèmes de chauffage lorsqu’une pièce n’est pas utilisée régulièrement. La température d’une pièce peut être augmentée rapidement après l’entrée de l’occupant, ce qui assure son confort. Réglez le thermostat à une température minimale qui empêchera les tuyaux de geler, comme vous le feriez avec n’importe quel système de chauffage.
Le fait d’être proche d’un panneau de chauffage par rayonnement vous rendra plus à l’aise, car ils fonctionnent en cible directe. Étant donné que les panneaux des systèmes montés au plafond chauffent plus efficacement les épaules et le dessus de la tête que le reste du corps, certaines personnes les trouvent inconfortables.
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