Corrigé - Épreuve E4 - BTS Domotique - juin 2011 - Eduscol

ÉLÉMENTS DE CORRECTION DU DOCUMENT REPONSE A
Question A.1.
FP1.1 Assurer un confort visuel optimal |Critère |Niveau |Flexibilité |
|Niveau d'éclairement Moyen |Em | 500 lux |f0 |
|Eblouissement d'inconfort : |UGR |19 |f0 |
|taux limite d'éblouissement | | | |
|unifié | | | |
|IRC |Ra |80% |f0 |
/1
Question A.2
Température de couleur /uniformité de l'éclairage,/équilibre des
contrastes (= luminances) entre le plan de travail et l'environnement,
/choix de la répartition du flux lumineux (= choix de la classe
optique),/ esthétique (intégration aux poutres),/ prise en compte de
l'éclairage naturel, /possibilité d'ajuster l'éclairage en fonction de
l'activité (gradation de la lumière) /bruits audibles.
/1
Questions A.3 A.3.1. Signification de classe électrique I Masse métallique à relier à la terre via un conducteur de protection
/1
A.3.2. UGR = 13 < UGR NORME 19 Conclusion : Pas de risque d'éblouissement
/1
A.3.3. | |Rendement du luminaire ? |Classe optique du luminaire |
|BEL AIR |0.85 |B |
|INDOLIGHT |0.70 |B |
/1
A.4
| | |Tube TL5 |Tube TFP |
| | |Luminaire BEL AIR |Luminaire INDOLIGHT |
|A.4.1 /1 |Efficacité lumineuse |104 |93 |
| |En lm/W | | |
|A.4.2 /1 |Puissance consommée |32 |43 |
| |(luminaire équipé) en| | |
| |W | | |
| |Consommation en % de |12,5 |16,27 |
|/1 |la puissance absorbé | | |
Remarque : pour les tubes T5 : la valeur de 2900 lm prend en compte les 10%
supplémentaires dus à la température de fonctionnement, sinon le flux pour
un tube de 28 W est de 2600 lm. (Ceci pourrait faire l'objet d'une
question)
La consommation du ballast est donc de 43-36=7W soit 7/43 => 16,27%
A.4.3. Avantages du ballast électronique sur le ballast ferromagnétique :
. Consommation moindre et gradation possible . Bruit /1
CORRECTION A.4.4. Economie annuelle réalisée pour un poste de travail On gagne 43-32 soit 11W par luminaire pour 2 poutres de 2 luminaires
soit 44W par poste à multiplier par 1220 postes soit 53,68 KW ce qui donne
une énergie de 53,68*2000h=107360kWh à 7cents d'euros le KWh soit 7515,5
Euro
/2
A.5.1. écart transversal maximal en m : 2.2*1,7 = 3,74m écart longitudinal maximal en m : 2,2*1,4 = 3,08m
/1
A.5.2.
3.08>2.25 et 3,74>1.5 donc ok
/1
A.6.1.
K = 0.81
/1
A.6.2.
j = 0
u = 0.83
/2
A.6.3.
Solution BEL AIR
Ft = 11481 lm
F = 11481/4 = 2870 lm Comparaison avec le flux réel d'un tube TL5 = 2900 lm
Conclusion : convient Solution INDOLIGHT
Ft = 17426lm F = 17426/4 = 4356 lm Comparaison avec le flux réel d'un tube TFP 36 W = 3350 lm
Conclusion : ne convient pas car 4356>3350
/3 A.7. Conclusion générale

/1 La solution adoptée, à base de tubes T5 est plus performante du point
consommation énergétique.
DOCUMENT RÉPONSE B Question B.1.
Contrainte : respecter les performances minimales d'enveloppe de la façade
rideau « double peau » |Critères |Niveau |Flexibilité |
|Exigence minimale |RT2005 : Umax= 2,60 |f0 |
|« GARDE-FOUS » |W/(m².K) | |
| | | |
1/
B.2. Détermination du coefficient Uwfaçade de la paroi double peau Question B.2.1.
Préchauffage et pré-rafraîchissement de l'air neuf
Pertes de chaleur limitées en hiver grâce à :
- De bonnes performances thermiques de la peau intérieure (lame d'Argon
épaisse et faible émissivité)
- Limitation de l'effet du vent sur la façade (moins de convection)
- Apports de chaleurs limités en été par le store et par la circulation
d'air dans la peau intérieure. 2/ Question B.2.2. : Calcul de l'épaisseur d'isolant pour avoir un coefficient
de transmission surfacique Up de la partie opaque égal à 0,256 W /(m².°C). Calcul de l'épaisseur de l'isolant :
Rp = 1 / Up = 1/ 0,256 = 3,906 m².K/W
RP =Rsi + everre/((verre+ e isolant/((isolant+ e alu/((alu + Rse
Soit eisolant= ((isolant ( RP - RSI - everre/((verre - e alu/((alu - RSE)
eisolant = 0,035 ( 3,906 - 0,13 - 0,008/1-0,002/160 - 0,04 = 0,13 m = 13 cm 2/
DOCUMENT RÉPONSE B Question B.2.3. Calcul du coefficient surfacique Uw moyen de la peau
intérieure : Le calcul du coefficient Uw moyen sera réalisé selon la formule :
Uw moyen = Ug.Ag + Uf.Af + Up.Ap + lg.? g
Ag + Af + Ap
Avec :
Ug : coefficient surfacique de la partie vitrée : 1,2 W /
(m².K)
Up : coefficient surfacique de la partie opaque : 0,256 W /
(m².K)
Uf : coefficient surfacique de la menuiserie : 8 W / (m².K)
Ag : surface de la partie vitrée : 6,88 m²
Af : surface de la menuiserie : 1,22 m²
Ap : surface de la partie opaque à calculer
lg : périmètre de la partie vitrée à calculer (m)
? g : coefficient de transmission thermique linéiques 0,10 W / (m.K) Détailler les calculs de Uw moyen
Ap= (1,5 x 2 + 0,5 ) x (0,325 + 2,7 + 0,325) - 2 x 2,7x 1,5= 5,635 m² Lg = (2,7 + 1,5 )x2 x2 = 16,8 m Uw moyen = 1,2 x 6,88 + 8 x 1,22 + 0,256 x (1,35 + 2,275) + 16,8 x 0,1
6,88 + 1,22 + 1,35+ 2,275
= 1,76 W/(m².K)
3/ Question B.2.4. Évaluation de Uw façade Uw façade double peau = 0,84 x Uw façade simple peau = 0,84 x 1,75 = 1,47
W/(m².K) 1/
Question B.2.5. Conformité aux exigences d'enveloppe Uw façade double peau = 1,47 W/(m².K) < 2,60 W/(m².K) 1/ DOCUMENT RÉPONSE B B.3. Étude du risque de condensation Question B.3.1. : Pour une valeur de résistance superficielle Rs'= 0,043
m².K / W [pic]
Calculer la température dans le volume visitable Flux thermique : Uw mpi x (Tint - Tvisit) = Uw façade x (Tint - Text) Tvisit = Tint - (Uw façade / Uw mpi ) x (Tint - Text)
Tvisit = 20 - 1,5 / 1,75 x (20 - (-9))= - 4,9 °C
2/ DOCUMENT RÉPONSE B Question B.3.2. : Calculer la température de la paroi interne de la peau
extérieure ?pv Flux thermique = Uw façade x (Tint -Text) = 1,5 x (20 +9) = 43,5 W/m²
Tpv = Tvisit - flux thermique x Rs = -5 -43,5 x 0,043= -6,9 °C 2/ Question B.3.3. : Conclure sur le risque de condensation sur la face
interne de la peau extérieure. Tpv > Trosée : pas de risque de condensation. 1/
Question B.4.
Évaluer le gain du projet par rapport à Ubat maxi. Ubat maxi = Ubat ref= x 1,5 = 0,885 x 1,5 = 1,328 W/(m².K) Ubat= (1- gain) Ubat maxi Gain = 1- Ubat/ Ubat maxi= 1 - 0,715 / 1,328 = 0,46 soit 46%
2/
DOCUMENT RÉPONSE C DOCUMENT RÉPONSE C Question C.1.1 , C.1.2 C.1.3 ,.
Détail du calcul de Tnp : température de l'air neuf préchauffé
Tnp= Text + ? (TR - Text) = 0 + 0,47 x (20-0) = 9,4°C
/2 C1.2, C1.3: 3 points sur le diagramme et valeurs
/3 Question C.2.1 , Calcul de Tm température de l'air à la sortie du caisson de mélange
Tm= Tmp + Tr = 14,7 °C
2 Justification du point 4 : Le point 4 est au milieu du segment [2-3] , les
2 airs sont mélangés dans des proportions égales.
/2
DOCUMENT RÉPONSE C Question C.3.1 /2 Question C.3.2 : Calcul la puissance de la batterie chaude de la CTA Qmas=qv/ v5 = 8430 / 0,826 = 10206 kg/h = 2,83 kg/s
PBC= qmas (hs5 - hm ) = 2,83 x (29 - 27) = 5,7 kW /2 Question C.4.1 , C.4.2 C.4.3 ,C.4.4. C.4.5 DOCUMENT RÉPONSE C Question C.4.1 : Puissance sensible P à apporter par l'air soufflé Pas d'apports internes ni d'apports par ensoleillement pris en compte.
L'air soufflé doit compenser la totalité des déperditions sensibles : 400
W /1
Question C.4.2 : débits massiques Qm2 = 380 / 0,840 = 452 kg/h
Qm6= qm2 /2
Question C.4.3 : Calcul de l'enthalpie du point 6
h6= h2+ PBC / qm2= 39 + 0,6 x 3600 / 452 = 43,8 kJ/kg /1 Question C.4.4 : Calcul des débits du point 7 qm7 = 452 + 109 = 561 kg/h
qv7= qm7 . v7= 561 x 0,85 = 477 m3/h. /1 Question C.4.5 : Calcul du débit massique du point 5 qm5 = 90 / 0,826 = 109 kg/ h
Détermination du point 7 h7 = (qm6 x h6 + qm5 x h5) / (qm6 + qm5) = ( 452 x 43.8 + 109 x 29 ) / (
452+109)= 40,9 kJ/kg. /2 Question C.4.6 : Débit d'eau chaude dans la batterie (48°C/35°C) chaude de
la poutre. qmeau= PBC/ (Ceau . (Teau,e-Teau,s)=0,6 / ( 4,18 x(48-35))=0,011 kg/s /1 DOCUMENT RÉPONSE C
Question C.5.1 : Comportement en refroidissement
Température de rosée : 16,5 °C
Inconvénient :
Le régime d'eau est inférieur à la température de rosée : condensation, il
faut évacuer les condensats.
/1 ,5
Question C.5.2 : Sur quelle grandeur doit-on agir ? On doit agir sur le régime d'eau, il faut augmenter la température
d'entrée d'eau dans la batterie.
/1
Question C.6.1 : fonctions :
Sonde d'ambiance :
Envoyer une grandeur proportionnelle à la température ambiante au
régula