2 construire avec l’ Énergie … naturellement

… naturellement !CONSTRUIRE avec l’ ÉNERGIE

Engagement Volontaire des Architectes &

des Entreprises Module 1 :

Calculer le niveau Ewversion 16/01/2009

Géraldine Dupont, ULg LAP&TNicolas Heijmans, CSTC

CSTC-CCW-FPMs-IFAPME-UCL-ULg-UWA

2

Pour une performance énergétique globale

Construire avec l’Energie 2 - Formation - module 1 - Calculer le niveau Ew 2

Site Web de l'action Construire avec l'énergie

Avant de commencer…

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energie.wallonie.be


(Le point sur la réglementation)La performance énergétique globale

un nouveau critère Ew

Le niveau Ew, c'est quoi ?Echar ann prim en cons

Echar ann prim en cons,ref,w

Comment calculer le niveau Ew, en pratique…Calculer une valeur U Calculer un niveau KLes gains solaires, les gains interne et l'inertie thermiqueLa ventilation et l'infiltration

Contenu de cette présentation (1)

Rappels, charte, outils


Comment calculer le niveau Ew, en pratique…Les systèmes de chauffageLes auxiliairesLe refroidissementLes systèmes de production d’eau chaude sanitaireLe solaire thermiqueLe solaire photovoltaïqueLes besoins en énergie primaireLes résultats

Division en secteurs énergétiquesUtilisation de l'outil ExcelIntroduction des données de la maison Leblanc dans l’outil Excel pour le calcul du Niveau Ew

La charte "Construire avec l'Energie"

Contenu de cette présentation (2)







Contenu de cette présentation



Le point sur la réglementationDPEB

DécretPEB

http://nautilus.parlement-wallon.be/Archives/2006_2007/PARCHEMIN/560.pdf

A.G. exigences

A.G. calculs

A.G. procédures

+ Formations+ Outils

01/09/200801/09/2009

K45Ew100

170

Approuvés le 17 avril 2008


Le point sur la réglementation

170kWh/m² 5










Chauffage77%

Eau chaude sanitaire

11%

Electro-ménager

9%

Cuisson3%

Consommations dans les logements

Source: Atlas énergétique de la Région wallonne (disponible sur icedd.be/atlasenergie)


Evolution des exigencesAnalyse cycle de vie ???

Performance énergétique globale (niveau Ew)

Besoins nets en énergie normalisés (be)

Isolation globale (niveau K)

Valeurs U


Evolution des exigences… (1)

QT

QT

K


Evolution des exigences… (2)

QT

QV,in/exf

QV,dedic

QT

QV,

dedi

c

QV,

in/e

xf

>Tsetpoint

Qi

Qnet

Qs

ηQs

ηQi

T set

poin

t

be


Ener

gie

prim

aire

Con

som

mat

ion

fina

le d

'éne

rgie

Evolution des exigences (3)

QT

QV,in/exf

QV,dedic

Stockage

QT

QV,

dedi

c

QV,

in/e

xf

ProductionDistribution

Qem

QstorQdistr Qgen

>Tsetpoint

Qi

Qnet

Qs

ηQs

ηQi

T set

poin

t

Emission

Ew










Echar ann prim en cons

Echar ann prim en cons,ref,wEw=100

Le niveau Ew, c'est quoi ?


Le niveau Ew, c'est quoi ?C'est le rapport entre

la consommation caractéristique annuelle d'énergie primaire du bâtiment [MJ] et

une valeur de référence pour la consommation caractéristique annuelle d'énergie primaire [MJ]

ref,consenprimannchar,w

consenprimanncharw E

E100E =










Le niveau Echar ann prim en cons, c'est quoi ?

∑= ⎟⎟

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

−−

++

+

=12

1m

m,cogen,pm,pv,p

m,cool,pm,aux,p

m,water,pm,heat,p

consenprimannchar

EE

EE

EE

E


∑= ⎟⎟

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

−−

++

+

=12

1m

m,cogen,pm,pv,p

m,cool,pm,aux,p

m,water,pm,heat,p

consenprimannchar

EE

EE

EE

E

Le niveau Echar ann prim en cons, c'est quoi ?Energie primaire pour le chauffage

Energie primaire pour l'eau chaudesanitaire

Energie primaire pour les auxiliaires

Energie primaire des systèmes photovoltaïques

Energie primaire des systèmes de cogénération

Energie primaire des systèmes de refroidissement


∑= ⎟⎟

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

−−

++

+

=12

1m

m,cogen,pm,pv,p

m,cool,pm,aux,p

m,water,pm,heat,p

consenprimannchar

EE

EE

EE

E

Le niveau Echar ann prim en cons, c'est quoi ?

Somme sur 12 mois


Energie primaire pour le chauffage ?

( )∑ ×+×=i

npref,m,isec,final,heatppref,m,isec,final,heatpm,heat,p QfQfE

Formule complète

m,final,heatpm,heat,p QfE ×=

Formule simplifiée (1 seul secteur énergétique, 1 seul système de production)

Facteur de conversion pourpasser de l'énergie finale àl'énergie primaire

Energie finale pour le chauffage


Facteurs de conversion fp ?Electricité = 2.5

Electricité cogénération = 1.8

Energie fossile = 1

Biomasse = 1


?

Facteurs de conversion fp ?Electricité = 2.5

Electricité cogénération = 1.8

Energie fossile = 1

Biomasse = 1 =CO2 =

fp = 0 !


Ener

gie

prim

aire

Con

som

mat

ion

fina

le d

'éne

rgie

Energie primaire pour le chauffage ?


heat,gen

m,gross,heatm,final,heat η

QQ =

Energie finale pour le chauffage ?Formule simplifiée (1 secteur, 1 système, pas d'énergie solaire thermique)

Besoins bruts pour le chauffage

Rendement de productionmensuel moyende chauffage


Ener

gie

prim

aire

Con

som

mat

ion

final

e d'

éner

gie

Energie finale pour le chauffage ?

Production

Qgen


m,heat,syst

m,net,heatm,gross,heat η

QQ =

Besoins bruts pour le chauffage ?Formule simplifiée (1 secteur, 1 système)

Besoins nets pour le chauffage

Rendement mensuel moyendu système de chauffage(distribution, émission, stockage)


Ener

gie

prim

aire

Con

som

mat

ion

fina

le d

'éne

rgie

Besoins bruts pour le chauffage ?

Production

Qgen

StockageDistribution

QstorQdistr

EmissionQem


m,heat,gm,heat,utilm,heat,Lm,net,heat Q.ηQQ −=

Besoins nets pour le chauffage ?

Facteurd'utilisation

des gains

Pertes Gains


Ener

gie

prim

aire

Con

som

mat

ion

fina

le d

'éne

rgie

Besoins nets pour le chauffage ?

QT

QV,in/exf

QV,dedic

Stockage

QT

QV,

dedi

c

QV,

in/e

xf


Qem

QstorQdistr Qgen

>Tsetpoint

Qi

Qnet

Qs

ηQs

ηQi

T set

poin

t

Emission


m,heat,Vm,heat,Tm,heat,L QQQ +=

Pertes ?

Pertes partransmission

( ) mm,em,Tm,heat,T t.θ18.HQ −=

( ) mm,eheati,Vm,heat,V t.θ18.HQ −=

Pertes parventilation/infiltration

Température intérieure Température extérieure moyenne mensuelle


sTm,T k.AH =

Surface dedéperdition

Pertes par transmission?

Coefficient moyen d'isolation Ew

K


Ew

K

m,heat,sm,im,heat,g QQQ +=

Gains ?

Gainsinternes

Gainspar ensoleillement

be


Résumé jusqu'ici (1)Calcul normalisé (indépendant de l'utilisateur et du climat)

Somme sur 12 mois (pas dynamique)

Se base sur des notions connues: K, ± be

Besoins nets bruts finaux primaire

Intègre diverses installations


∑= ⎟⎟

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

−−

++

+

=12

1m

m,cogen,pm,pv,p

m,cool,pm,aux,p

m,water,pm,heat,p

consenprimannchar

EE

EE

EE

E

Autres installations ?

Energie primaire des systèmes de refroidissement

Energie primaire pour le chauffage


Energie primaire pour le refroidissement ?

m,final,coolpm,cool,p Q6.3fE ××=

Formule simplifiée (1 seul secteur énergétique, 1 seul système de production)

Facteur de conversion- électricité = 2.5

Consommation mensuelleéquivalente pour le refroidissement

1.8Q

Q m,net,coolm,final,cool =

Rendement forfaitaire 0.9* COP forfaitaire 2.5* 3.6

Besoins nets pour le refroidissement


m,cool,excesscoolm,net,cool Q.pQ =

Besoins nets pour le refroidissement ?

Probabilité conventionnelled'avoir un refroidissement actif

Gains calorifiquesexcédentaires par rapport à la température de consigne pour le refroidissement (23°C)


Probabilité d'avoir un refroidissement actif?

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

−−

= 1,II

IImin,0maxp

thresh,overhmax,overh

thresh,overhoverhcool

Indicateur de surchauffe !

Pro

babi

lité

d'in

stal

ler

un re

froid

isse

men

t act

if p = 1

p = 0I = 8000 Kh I = 17500 Kh

Indicateur de surchauffe


Indicateur de surchauffe?

A retenir: l’indicateur de surchauffe :- est un rapport entre les gains et les pertes,- dépend de l'inertie thermique du bâtiment.


Indicateur de surchauffe?

Ew


Quels sont les critères à respecter?L'indicateur de surchauffe doit être inférieur à17500 Kh

Critè

res d

e la c

harte

6

17500

Indicateurde surchauffe


Résumé jusqu’ici (2) PEB / EPB

Energie Ventilation

Surchauffe


+Besoins de chauffage

Besoins d’ECSPertes systèmes chauffage et ECS

=

Pertes par les parois

Pertes par ventilation et

infiltrationApports solairesApports internes

Besoins de chauffage

++ Refroidissement

actif (réel ou fictif)

Gains solaires ECS

Consommation d’énergie pour

transform./approv.

Consommation d’ENERGIE PRIMAIRE

=

+--

be Consommation d’énergie finale

+=

Ew

Umax et K

Consommation d’énergie finale

-

Résumé jusqu’ici (2)










Eref, chauffage = énergie primaire [MJ/m²] pour le chauffage d'une maison

de référence ayant la "même" géométrie (Ach, At) que la maison calculée,

un K45 et une installation de chauffage ayant un rendement total de 0.728

Cette valeur ne dépend que de la géométrie (Ach, At, V).

Le niveau Echar ann prim en cons,ref,w c'est quoi ?

Eref, ECS = énergie primaire [MJ/m²] pour fournir l'eau chaude sanitaire, sur

base d'un consommation forfaitaire fonction de la taille de la maison (Ach),

et une installation de production ayant un rendement forfaitaire… [MJ/m²]

Cette valeur ne dépend que de la taille de la maison (Ach).

A retenir: le niveau de référence est uniquement fonction de la géométrie du bâtiment (V, At, Ach) !

Echar ann prim en cons, ref, w = (Eref, chauffage + Eref, ECS + Eref, aux)*Ach

Eref, aux = énergie primaire [MJ/m²] pour les circulateurs, la chaudière et

un ventilateur d'un système de ventilation de type C.


Eref, chauffage : dépend de la compacité du bâtiment

Par exemple, si V/At ≤ 1 :

= ([407/(V/At) + 186.exp(-Ach/167) – 4500/Ach – 25,6] / 0,728 ) [MJ/m²]

Le niveau Echar ann prim en cons,ref,w c'est quoi ?

Eref, ECS = (Max[ 9793.36/Ach ; 3324.5/Ach + 100.95 ]) [MJ/m²]

Eref,aux = 53 [MJ/m²]

A retenir: le niveau de référence est uniquement fonction de la géométrie du bâtiment (V, At, Ach) !

Echar ann prim en cons, ref, w = (Eref, chauffage + Eref, ECS + Eref, aux)*Ach



Ew72

D

C



Ew63

D

C


Quels sont les critères à respecter?Le niveau Ew doit être inférieur ou égal à 100

Critè

res d

e la c

harte

4

100Ew


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Pertes Gains Besoinsnets

Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].

Cons. prim. car., ref

Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs

Refroidissement (réel ou fictif)

Gains solaires utiles

Gains internes utiles

Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

66

106

243

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

66

106

243104

33

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

66

106

243

278

104

33

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

66

106

243

278 278

104

33

81

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

66

106

243

278 278 301

104

33

8181

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

66

106

243

278 278 301375

104

33

8181

14

97

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

66

106

243

278 278 301375 375

104

33

8181

14 40

97

243

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

66

106

243

278 278 301375 375

104

33

8181

14 40

97

243

718

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

Résumé jusqu'ici (3) les différents éléments du calcul du Ew

66

106

243

278 278 301375 375

104

33

8181

14 40

97

243

718763

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

E94

Ce graphique se base sur la méthode EPU pour les bureaux, mais le principe est le même pour les logements…


66

106

243

278 278 301375 375

104

33

8181

14 40

97

243

718763

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Besoinsbruts

Cons.finale

Cons.prim.

Cons.prim. car.

Cons.prim. car.,

ref

Flu

x d

'énerg

ie [

MJ/

m²].


Cons. prim. car.

PV

Eclairage

Humidification

Auxiliaires

Ventilateurs




Chauffage

Transmission

Ventilation

In/exfiltration

Résumé jusqu'ici (3) les différents éléments du calcul du Ew

E94

Ce graphique se base sur la méthode EPU pour les bureaux, mais le principe est le même pour les logements…



du K …au Ew ?

K ~ 75%

be ~ 10%

Ew~ 15%

Efforts à fournir pour le calcul


Outil XLS pour le calcul du niveau Ew

Disponible sur le site de la Région wallonne

Contient les formulaires K et ventilation nécessaires au permis d'urbanisme

A fournir deux fois pour chaque projet !– Dossier initial– Demande d'attestation

Un outil Excel à votre disposition


Un outil à votre disposition….






Comment calculer le niveau Ew, en pratique…Calculer une valeur UCalculer un niveau KLes gains solaires, les gains interne et l'inertie thermiqueLa ventilation et l'infiltration




Densité de flux de chaleur q à travers une paroi homogène

q = U (Θi - Θe) (W / m²)

Coefficient de transmission thermique (valeur U) d’une paroi

U = 1 / Rt (W / m² K)

Résistance thermique totale (d’ambiance à ambiance)

Rt = Rsi + R + Rse (m² K / W)

Qu'est-ce que la valeur U ?

qΘeΘi

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Qu'est-ce que la Rt ?Résistance thermique totale d’une paroi plane

Résistance thermique d’échange superficiel

– Rsi à la face intérieure

– Rse à la face extérieure

Résistance thermique des couches de matériaux isotropes

Résistance thermique des lames d’air (Rg)

Résistance thermique des matériaux anisotropes (Rnh)

senhgU

sit RRRλd

RR ++++= ∑∑∑

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Qu'est-ce que la Rt ?

Résistance à l'échange par convection et radiation

Résistance à l'échange par conduction

Résistance thermique totale d’une paroi plane

senhgU

sit RRRλd

RR ++++= ∑∑∑

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Qu'est-ce que la Rsi et la Rse ?Résistance thermique d’échange aux surfaces

0,167 (=1/6)solDescendant ↓

mur, fenêtreHorizontal ( ± 30° ) ↔ 0,043 (=1/23)0,125 (=1/8)

toiture, plafondMontant ↑

Rse (m²K/W)Rsi (m²K/W)ElémentDirection du flux de chaleur

Source: NBN B 62-002 en vigueur dans le cadre de la réglementation actuelle

senhgU

sit RRRλd

RR ++++= ∑∑∑

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Cas particuliers pour la Rse ?En contact avec un environnement intérieur

En contact avec le sol

1

2

1

2Rse Rsi

Rse 0

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Quid des lames d'air ?Non

VentiléePeu

VentiléeFortement

Ventilée

Rg fonction de l'inclinaison et de l'épaisseur de la

lame d'air

Rg / 2 Rg = 0Rse = RsiRa

ppels

fond

amen

taux


Définition pas, peu, fortement ventilée

15 < S/A (cm²/m²)15 < S/L (cm²/m)Fortement ventilée

5 < S/A (cm²/m²) ≤ 155 < S/L (cm²/m) ≤15Peu ventilée

S/A (cm²/m²) ≤ 5S/L (cm²/m) ≤ 5Non ventilée

HorizontaleVerticaleType de couche

d’air

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Quelle valeur λ utiliser ?λD, λU, λUe, λUi ???λD = valeur déclarée d'un matériau = valeur mesurée dans des conditions de référence

λU = valeur de calcul = valeur typique pour un matériaux mis en oeuvre

λUe = valeur de calcul pour les applications extérieures (matériaux pouvant être mouillé)

λUi = valeur de calcul pour les applications intérieures

Pour les isolants λUi = λD

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Quelle valeur λ utiliser ?Actuellement, il faut toujours utiliser les règles et les valeurs de la norme NBN B 62-002:1987 et de ses addenda A1:2001 et A2:2005.

Trois cas possibles : exemple : isolant PUR

0.028

0.035

0.023

λUi [W/m.K]Marque et type ?Certifié ?

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Exemples de λU NBN B 62-002/A1 (2è ed., 03/2001)

Matériaux certifiés connus par leurs

natures, leurs marques et leurs types

-0.090--Vermiculite expansée

-0.065---

-0.060-0.055Perlite (EPB)

-0.055-0.048Verre cellulaire (CG)

-0.040-0.034Polystyrène extrudé(XPS)

-0.035-0.028Polyuréthane recouvert(PUR/PIR)

-0.045-0.025Mousse Phénoliquerecouverte (PF)

-0.045--Polyéthylène extrudé (PEF)

-0.045-0.040Polystyrène expansé (EPS)

-0.045-0.041Laine minérale (MW)

-0.050--

valeurλU :mentionnée dans le

certificat ATG ou équivalent

Liège (ICB)

λUe(W/m.K)

λUi(W/m.K)

λUe(W/m.K)

λUi(W/m.K)

Matériaux non certifiésMatériaux certifiés connus uniquement par leurs naturesMATERIAU

ISOLANT

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Exemple de matériau certifié

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Exemples de λU prNBN B 62-002:2008 Ra

ppels

fond

amen

taux

0.100Autres matériaux pour couche d'isolation non fabriquées en usine, à base de fibres végétales et/ou animales (chanvre, lin, paille, plumes, laine, duvet…) mis en œuvre in situ.

0.150Granulés d'argile expansée mis en œuvre in situ.

0.130Granulés de vermiculite expansée mis en œuvre in situ.

0.100Cellulose soufflée mise en œuvre in situ.

0.060Panneaux d'isolation à base de fibres végétales et/ou animales (chanvre, lin, paille, plumes, laine, duvet…) fabriqués en usine, avec (50 ≤ ρ < 150 kg/m³)

0.060Panneaux de cellulose fabriqués en usine, avec (50 ≤ ρ < 150 kg/m³)

Matériaux non certifiés connus d’après leur

natureλUi W/(m.K)

Matériau


Exemple de matériau marqué CE

Rapp

els fo

ndam

entau

x

Source : www.epbd.be > Données de produits > 1.1. Isolation… in situ


Base de données produitsInitiative commune des 3 Régions

Approche volontaire pour les fabricants

Valeurs acceptées

www.epbd.be


Quid des fenêtres ?

Isolation du vitrage

+ Isolation du châssis

+ Isolation de l'espaceur

Isolation de la fenêtre =

Uw,T = 0.7 * Ug + 0.3 * Uf + 3 * ψg

+ Isolation du panneauou de l'OAR

Uw,T = 0.7 * 1.1 + 0.3 * 2.2 + 3 * 0.08 = 1.67 W/m².K

+52%

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Quid des fenêtres ?NBN B 62-002/A2:2005

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Quid des châssis ?

NB

N B

62-

002/

A2:

2005

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Norme NBN B 62-002:2008 adoptéeIntégration des nouvelles normes européennes

Valeurs différentes (p.ex. Rse, Rsi, Rg)

Règles différentes (p.ex. Rg pour couche PV)

Pertes par le sol radicalement différentes

Prise en compte de la fraction bois

…

Et dans le futur ?


Outil CALE version 2 et fiches UBibliothèque (et explications) disponibles sur le site de Construire avec l'énergie:

A fournir pour chaque projet !

Outil CALE version 3 (intégré dans le calculateur U)

Les outils à votre disposition

http://energie.wallonie.be/fr/outils-de-calcul-et-documents-de-reference.html?IDC=6543

OU


Quels sont les critères à respecter?Toutes les parois du volume protégé doivent être isolées (Umax)

UMAX= 0,5 W/m2K

UMAX= 0,3 W/m2K

UMAX= 0,9 W/m2KUvc MAX = 1,6 W/m2K

Ufenêtre MAX= 2,0 W/m2K

Critè

res d

e la c

harte

1

0,3Sept 2008


Critè

res d

e la c

harte

1


Critè

res d

e la c

harte

1


Dans l'outil Excel version 2: valeurs Umax










Calcul K, une notion bien connue…Méthode de calcul donné par la normeNBN B 62-301:1989 (2e édition)

Exigence en Région wallonne depuis 1985

Notion supposée connue !

Rapp

els fo

ndam

entau

x


… une notion bien connue… mais…Mesures extérieures…

Prise en compte de toutes les parois…

Correction pour les parois extérieures pourvue d'un chauffage par rayonnement…

Prise en compte pour les ponts thermiques…

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Dimensions extérieures

Rapp

els fo

ndam

entau

x

Source: norme NBN B 62-002:2008

Limites pertes par le solEspace non

chauffé


Dimensions extérieuresRa

ppels

fond

amen

taux

Source: norme NBN B 62-002:2008


Prise en compte de toutes les parois

Y compris p.ex.l’accès à la cave…

Rapp

els fo

ndam

entau

x


'U*5.110θ10θ

U' 'Ui

wbr =⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡++

=

Parois extérieures pourvues d'un chauffage par rayonnement

Valeur U' non corrigée

Température de la surface chauffanteou de l'eau des conduites (par défaut 35°C)

Température intérieure désirée(20°C)Ra

ppels

fond

amen

taux

Attention : seulement pour le calcul du K, ou pas pour le Umax.

Source: NBN B 63-301:1989


Parois extérieures pourvues d'un chauffage par rayonnement

Rapp

els fo

ndam

entau

x

Rse, ou Rsi ou rien (voir avant)

Rsi

RR'

U'

U


Prise en compte des ponts thermiquesRa

ppels

fond

amen

taux


Prise en compte des ponts thermiquesPrincipe :

1) Eviter les ponts thermiques !!!2) Si tous les ponts thermiques n'ont pas

été évités, les prendre en compte dans le calcul des niveaux K et Ew

Procédure de calcul :Selon l'ancienne NBN B 62-002, toujours en vigueur…Rappels dans la charte

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Ponts thermiques à examinerles linteaux au-dessus des fenêtres et des portes;les seuils de fenêtres et de portes;les raccordements des lames d'air au droit des feuillures des châssis et des portes;les appuis de planchers lorsqu’il sont en contact avec le mur de parement;les rives de toiture (raccord de la contre-façade d'un mur creux isolé à une toiture à versants, traversées de cheminées, … ) ;les encorbellements de terrasses;les colonnes et balcons en béton en contact avec le mur de parement.

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Calculs détaillés… ?


…ou méthode simplifiée… ?Mur creux pour lequel U < 1.0 W/m²K

Mur plein pour lequel U < 1.0 W/m²K

interruption de l’isolation thermique sur une longueur > 10 cm

interruption de l’isolation thermique sur une longueur < 10 cm

Mur creux pour lequel U < 1.0 W/m²K 0.5 W/m.K

Mur plein pour lequel U < 1.0 W/m²K

interruption de l’isolation thermique 0.5 W/m.Ksur une longueur > 10 cm

interruption de l’isolation thermique 0.25 W/m.Ksur une longueur < 10 cm


…ou résoudre les détails ?

17°C

16°C

18°C


Quels sont les critères à respecter?L’isolation thermique globale de la maison ne doit pas dépasser K45

L’exigence réglementaire est K55

Il ne suffit pas de respecter les Umax

Critè

res d

e la c

harte

2

45K


Influence du niveau K sur les résultats…

K45 à K38 (-7K) : E96 à E90 (-6E)K45

K38

1 point K = ± 1 point E !

Cas

de

base

170kWh/m²


Influence du niveau K sur les résultats…

K45 à K38 (-7K) : E54 à E48 (-6E)K45

K38

1 point K = ± 1 point E !

Cas

Lebl

anc


Dans l'outil Excel…Valeurs USurfacesPour Ew


Dans l'outil Excel…

Ponts thermiques

VolumePour Ew

Niveau K










Données supplémentaires liées au bâtiment Gains solaires

Gains internes

Classe d'inertie thermique

Ventilation et infiltration



Gains internes




Gains solairesPrincipe :

Dans le niveau Ew, gains solaires à travers les fenêtres principalement !Egalement prévus dans la procédure, mais non implémentés dans l'outil XLS, gains solaires :

– par les systèmes d'énergie solaire passive non ventilés (rare !),– résultant d'espaces contigus non chauffés.

Dans la réalité, gains solaires au travers des parois opaques également…

Seulement une partie des gains est utile !Facteur d'utilisation


Gains solaires à travers une fenêtre

shadj,m,s,jg,jjm,w,heat,s, I*A*g*0.95 Q =

Ensoleillementen tenant comptede l'ombrage d'obstacles fixes

Surfacevitrée

Coefficientde correction

salissure

Valeur g


Valeur g, sans protection solaire

100%

ρe8%

85%τe

7%αe

g = 87%

transmissionindirecte5% 2%

)W(incident solairetRayonnemen)W(entranttRayonnemen

=g

Rapp

els fo

ndam

entau

x


Valeur g, valeur τv

Rapp

els fo

ndam

entau

x ENERGIESOLAIRE

Vitrage classique

Vitrage sélectif


Les différents types d’ondes électromagnétiquesRa

ppels

fond

amen

taux


Valeur g, ensemble vitrage + prot. sol.

⊥⋅−+⋅= ,gccc g))a1(Fa(9.0g

Valeur g du vitrageProtection solaireCoefficientde correction(non ┴) ac

1.01.01.0fixe

0.50.60automatique

0.20.50manuelle

refroidis-sementsurchauffechauffagecommande


Dans l'outil XLS : gains solairesDonnéesà spécifier:

Surface(groupe defenêtres)

Pente

Orientation

Valeur g

Protectionsolaire:- Fc ou position- commande


Dans l'outil XLS : géométrie des fenêtres

Surface: surface de la baie extérieure (jour-vu)

Pente: à choisir dans une liste

Orientation: par 22.5°, à choisir dans une liste


Dans l'outil Excel : valeur gValeur gg,┴ :

valeur exacte, pas de valeur par défautà obtenir du fabricant !


Dans l'outil Excel : facteur Fc

Facteur de réduction Fc: soit valeur par défauten fonction de la positionde la protection solaire,soit valeur exacte (àcalculer par ailleurs)

Formellement, uniquement pour des protections solaires parallèles au vitrage…


1e cas : prot. sol. mobile parallèle au vitrage

• Soit on utilise la valeur par défaut,quelle que soit la protection solaire

• Soit on utilise un autre outil de calcul, tel que WIS ou la feuille de calculdisponible sur http://www.bbri.be/antenne_norm/energie/fr/index.html >

Normes > Performance énergétique


1e cas : prot. sol. mobile parallèle au vitrage

Données nécessaires pour effectuer le calcul du Fc


2e cas : prot. sol. mobile non parallèle au vitrage2e cas : prot. sol. mobile non parallèle au vitrage

• Si transmission directe τe,dir ≥ 0.3, on ne considère pas la prot. solaire.

• Seul l'angle αV (qui peut être > 90°) importe.

αv

• Si τe,dir < 0.3, on considère que la prot. solaire est opaque (= ombrage)les caractéristiques réelles de la protection solaire n'interviennent pas !

αv

τe,dir = Ts dans la dia précédente…

• Situation temporaire : dans l'outil Excel, le considérer commeune protection solaire extérieure manuelle ou automatique


3e cas : prot. sol. fixe non parallèle au vitrage

• Considéré comme un ombrage, pas comme une protection solaire

• Situation temporaire : dans l'outil Excel, le considérer comme une protection solaire extérieure fixe (version 2.0)


Les ombrages…

• 4 angles OU valeurs forfaitaires


Dans l'outil Excel : facteur d'utilisation ac

Facteur d'utilisation moyen : fonction de la commande,soit manuelle,soit automatique,soit fixe


Influence des protections solaires…Sans prot. sol. prot. sol. ext. partout

Cas

de

base

Dans ce cas-ci, impact quasi-nul.Maison peu vitrée (13% de la surface Ach)

8325 Kh (p = 0.2%)

6255 Kh



Dans ce cas-ci, impact réduit.Maison peu vitrée (13% de la surface Ach)

9251 Kh

6957 Kh

Cas

Lebl

anc



Cas

vi

tré

Dans ce cas-ci, impact important.Maison vitrée (25% de la surface Ach)

20115 Kh

13797 Kh



Gains internes




Gains internes (éclairage, électroménager, occupants)

Fixés mensuellement selon la formule (simplifiée) :

Par exemple, pour la maison Leblanc:Volume = 527.8 m³Surface chauffée = 200 m²Gains internes en janvier = 1536 MJ = 427 kWhGains internes = 574 W = 2.9 W/m²

( ) mPERPERm,isec,i t*V*V/220+67.0=Q

A retenir: les gains internes sont linéairement proportionnels au volume du bâtiment !


Ener

gie

prim

aire

Con

som

mat

ion

fina

le d

'éne

rgie

Taux d'utilisation des gains utiles

QT

QV,in/exf

QV,dedic

Stockage

QT

QV,

dedi

c

QV,

in/e

xf


Qem

QstorQdistr Qgen

>Tsetpoint

Qi

Qnet

Qs

ηQs

ηQi

T set

poin

t

Emission



A retenir: le taux d'utilisation des gains utilesdépend uniquement :

- du rapport entre les gains et les pertes,- de l'inertie thermique du bâtiment.


Plus l’inertie est forte plus le bâtiment pourra profiter des gains de chaleur reçus

Si pertes >>> gains (bâtiment mal isolé) taux d’utilisation des gains élevé

Si gains >>> pertes (bâtiment fortement isolé) taux d’utilisation des gains faible




Gains internes




Dans l'outil Excel : inertie thermique

Principe :

1e étape: chaque élément de construction

est-il lourd ?

nonoui

2e étape: % d'él. horizontaux

% d'él. vert. et inclinésqui sont lourds ?

3e étape: déterminerla classe


Classe d'inertie thermiqueLe bâtiment dans son ensemble est caractérisé par une des 4 classes de masse thermique suivante :

LourdMi-lourdPeu lourdLéger

Quelle proportion des parois est massive?

Elément massif = élément dont la masse est d’au moins 100 kg/m², en ne considérant que les couches situées entre l’intérieur et une lame d’air ou une couche de conductivité thermique (λ) inférieure à0.20 W/m K


Classe d'inertie thermiqueCritères

Lourd : au moins 90% des surfaces des composants horizontaux, verticaux et inclinés du bâtiment sont composés d’éléments massifs sans adjonction d’isolation intérieure

Mi-lourd: au moins 90% des éléments de construction horizontaux sont massifs sans adjonction d’isolation par l’intérieur ou si au moins 90% des éléments de construction verticaux et inclinés sont massifs sans adjonction d’isolation par l’intérieur

Peu lourd: entre 50% et 90% des éléments de construction horizontaux sont massifs sans adjonction d’isolation par l’intérieur ou si entre 50% et 90% des éléments de construction verticaux et inclinés sont massifs sans adjonction d’isolation par l’intérieur

Léger : dans tous les autres cas

Il y a lieu de considérer également les parois intérieures lors de la détermination de la classe de masse thermique


0% 50% 90% 100%0%

50%

90%100%

% des éléments de construction horizontaux massifs

% d

es é

lém

ents

de

cons

truct

ion

verti

caux

et

incl

inés

mas

sifs

léger

peulourd

mi-lourd

mi-l

ourd

lourd



Exercice pratique


Exemples de classes d'inertie

100%Moins de 90%

Mi-lourd


Exemples de classes d'inertie

85%Moins de 90%

Peu lourd


7325 Kh

8325 Kh

Influence de la classe d'inertieSur le cas de base : impact ± faible…

lourd

mi-lourd

peu-lourd

léger

7724 Kh

9634 Kh


12273 Kh

13796 Kh

Influence de la classe d'inertieSur le cas vitré + prot. sol. :

lourd

mi-lourd

peu-lourd

léger

12867 Kh

15765 Kh


Influence de la classe d'inertieP

roba

bilit

éd'

inst

alle

r un

refro

idis

sem

ent a

ctif p = 1

p = 0

8000 17500

Indicateur de surchauffe [Kh]

peu lourd

léger

mi-lourd

lourd

Sur le cas vitré + prot. sol. :



Gains internes




A C D

Norme NBN D 50-001 obligatoire en Région wallonne de 1996 à 2008

Annexe 5 obligatoire depuis 09/2008(se base sur la NBN D 50-001)

4 systèmes

Voir module 4…

Ventilation : références


⎟⎠⎞⎜

⎝⎛ ++=

isec,overV

isec,dedicVisec,heat,preh

risec,heat,exfilt/in

V34.0isec,heat,VH &&&

Pertes par ventilation et infiltrationCalculées selon la formule :

Infiltration

Echangeur de chaleur

Débit de ventilation volontaire

(Surventilation d'une PAC)


Dans l'outil : ventilation et infiltration

Ventilation

Echangeurde chaleur

Et le type de système ?


Ventilation : débit considéréFixés conventionnellement selon la formule :

Par exemple, pour la maison Leblanc :Volume = 527.8 m³Par défaut (m = 1.5), débit = 296 m³/hSelon la NBN D 50-001: alimentation = 292 m³/h

A retenir: par défaut (m=1.5), le débit de ventilation est uniquement fonction

du volume du bâtiment !Et donc pas du système !!!

[ ] PERPERdedic V.m.)500/Vexp(5.02.0V −+=&


Influence du type de système…Sur la cas de base

A

C

Dsans RC

Davec RC


Influence du type de système…Sur la maison Leblanc, sauf m = 1.5

A

C

Dsans RC

Davec RC


Dans l'outil Excel : facteur m

Fonction du système et de la qualité d'exécution, àsavoir :

OAR auto-régulantes (A,C) ?Réglage des débits mécaniques (B, C, D) ?Etanchéité à l'air des conduits (A, B, C, D) ?

Varie entre 1.0 et 1.5


Influence du facteur m…Effet sur le cas de base…

Cas

de

base

m = 1.5

m = 1.0

Dans ce cas-ci, impact important,les pertes par ventilation étant importantes…


Influence du facteur m…Effet sur la maison Leblanc…

m = 1.0

m = 1.5

Dans ce cas-ci, impact faibles,les pertes par ventilation étant faibles…

Cas

Lebl

anc


Dans l'outil : échangeur de chaleur

Un facteur r est calculé:réduction du débit de ventilation pour le calcul des besoinsde chauffage et de refroidissement,

fonction du η de l'échangeur, de l'(in)égalité des débits au travers de l’échangeur, de l'adaptation automatique ou pas des débits à la consigne


Dans l'outil : échangeurDonnéesà spécifier:

Rendement

Réglage

By-pass

Débits

Quelle est la valeur du rendement thermique de l'appareil récupérateur (mesuré selon la EN 308) ?

90 %

Y-a-t-il une mesure continue des débits entrant et sortant permettant une adaptation continue et automatique des débits par rapport aux valeurs de consigne ?

Y-a-t-il un bypass ?

débit d'air entrant dans l'échangeur [m3/h] 202débit d'air sortant de l'échangeur [m3/h] 202

Résultats :facteur de réduction pour le préchauffage de l'air de ventilation :

pour le chauffage : rpreh,heat 0,24

pour le calcul du risque de surchauffe et du refroidissement : rpreh,cool 0,62

Ventilation mécanique double flux : préchauffage de l'air de ventilation

Remarque : Pour bénéficier de la prime pour l'installation d'une ventilation mécanique double flux àrécupération de chaleur, l’échangeur thermique doit avoir un rendement minimum de 85% suivant lanorme NBN EN 308. Pour plus d'info consultez : http://energie.wallonie.be/xml/doc.html?IDD=9492

non

NE permettant PAS l'interruption TOTALE du débit d'air neuf dans l'échangeur


Influence de l'échangeur de chaleur…Effet sur la maison Leblanc…

Sans échangeur

Effet très important, mais uniquementpossible si système D !

Cas

Lebl

anc

Echangeur avec η = 90%, pas d'adaptation des débits et by-pass partiel


Dans l'outil Excel : ventilation


Dans l'outil Excel : ventilation


Quels sont les critères à respecter?Le logement doit être muni d'un système de ventilation conforme à l'annexe V de l'A.G. du 17/04/2008

Critè

res d

e la c

harte

3NBN D 50-001


Dans l'outil : ventilation et infiltration

Infiltrationétanchéité

à l'air


Infiltration : débit considéréFixés conventionnellement selon la formule :

isec,E,Theat,50isec,heat,exfilt/in Av04.0V ××= &&

avec par défaut : m³/h.m²12v heat,50 =&

test

50heat,50 A

Vv

&& =


, qu'est-ce ?Attention, ≠ n50 !heat,50v&

int

5050 V

Vn

&=

test

50heat,50 A

Vv

&& = surface de l'enveloppe,

mesurée par l'extérieur

volume du bâtiment,mesuré par l'intérieur

²m.h³m

h1

³m.h³m

=

heat,50v&


Infiltration : mesure du débitTest d'étanchéité"infiltrométrie"

Conforme à la normeNBN EN 13829 et aux spécifications complémentaires définies par les Régions(www.epbd.be)

Permet en plus de visualiser les fuites(fumigènes)


Dans l'outil Excel : infiltration

Attention : ne peut être vérifié que par mesure en fin de chantier !!!

Difficile à corriger par après…


Infiltration : 2 effets…Chauffage augmente les pertes

augmente les besoins en chauffage

Cooling (fictif ou réel) augmente les pertes diminue les besoins en refroidissement !

Pour éviter cela :

avec par défaut : m³/h.m²0v cool,50 =&

test

50cool,50 A

Vv

&& =


Effet sur le cas de base…

Cas

de

base

Effet très important !

v50 = 12

v50 = 1.4

Dans ce cas-ci: 15% !!!…

Influence de l'étanchéité…


Influence de l'étanchéité…Effet sur la maison Leblanc…

Effet très important !

Cas

Lebl

anc

v50 = 12

v50 = 1.4

Dans ce cas-ci: 21% !!!…

… naturellement !CONSTRUIRE avec l’ ÉNERGIE

Engagement Volontaire des Architectes &

des Entreprises Module 1 :

Calculer le niveau Ewversion 04/11/2008

Géraldine Dupont, ULg LAP&TNicolas Heijmans, CSTC

CSTC-CCW-FPMs-IFAPME-UCL-ULg

2

Pour une performance énergétique globale







Contenu (1)

Rappels, chartre, outils


Comment calculer le niveau Ew, en pratique…Les systèmes de chauffageLes auxiliairesLe refroidissementLes systèmes de production d’eau chaude sanitaireLe solaire thermique Le solaire photovoltaïqueLes besoins en énergie primaireLes résultats



Contenu (2)


Chauffage – besoins nets en énergie

Besoins nets en énergie pour le chauffage :+ déperditions par l’enveloppe+ déperditions par ventilation- η x apports solaires- η x apports internes

= Besoins nets de chauffageDonnées introduites nous donnent les besoins nets en énergie :

UNiveau KVentilationApports solairesApports internes


Chauffage – besoins nets en énergie

Besoins nets pour le chauffageNiv. K

Énergieprimaire


Chauffage – systèmes

Choix du système de chauffage :chauffage local :

– chaleur produite dans le local où elle est émise(ex. convecteur électrique)

chauffage central : – la chaleur produite est transportée par un fluide

caloporteur pour être émise dans différents espaces(ex. chaudière à condensation + radiateurs)


Chauffage – besoins bruts en énergie

Pertes à l’émission

Pertes par stockage

Pertes à la distribution

70°C40°C


Chauffage local – besoins bruts en énergieBesoins bruts en énergie

Rendement d’émission– fonction du type de combustible (mazout, bois, gaz

naturel…)


Chauffage local – besoins bruts en énergie– Attention, pour le chauffage électrique, fournir des

informations complémentaires :choisir le type d’émetteur

• radiateur/convecteur ;• à accumulation ;• à résistance incorporé dans paroi.


Chauffage local – besoins bruts en énergie

pour les radiateurs/convecteurs, indiquer s’il y a une régulation électronique ;

pour les émetteurs à accumulation, indiquer s’il y a une sonde extérieure (capteur externe).


Rendement de distribution et de stockage – 100% étant donné qu’il n’y a ni distribution, ni stockage.

Chauffage local – besoins bruts en énergie


Chauffage central – besoins bruts en énergieBesoins bruts en énergie

Rendement d’émission, fonction :– de la variabilité ou non de la température de départ de la

chaudière ;– du type de régulation de la température intérieure ;– de l’emplacement des éléments d’émission (devant les

vitrage ou non).


Chauffage central – besoins bruts en énergieRendement de distribution :

– fonction de l’emplacement des conduites ou des gaines de distribution à l’extérieur, ou non de la couche d’isolation du volume protégé.

Rendement de stockage :– fonction de la présence ou non d’un stockage et de son

emplacement


Chauffage – consommation finale d’énergie

Pertes à la production


Chauffage local – consommation finaleBesoins en énergie finale

Rendement de production – fonction du type de combustible (mazout, bois, gaz

naturel…)


Chauffage central – consommation finaleBesoins en énergie finale

Rendement de production, fonction :– du type de combustible (mazout, gaz, bois, pellets…);

– du type d’appareil de production de chaleur ;


Chauffage central – consommation finale– Selon le type d’appareil producteur de chaleur, fournir

des informations complémentaires :

Exemples de rendements


Chauffage central – consommation finale– Selon le type d’appareil producteur de chaleur, fournir

des informations complémentaires :


Chauffage central – consommation finale

– Selon le type d’appareil producteur de chaleur, fournir des informations complémentaires :

L'appareil de production est-t-il installé en dehors du volume protégé ? non



Pompe à chaleur

Coefficient de performance de la PAC

Type de fluide caloporteur

Coefficient de performance de la pompe à chaleur selon la EN 14511, COPtest

COP test : 3,50

Source froide :

Fluide caloporteur :

Pompe à chaleur : facteur de performance saisonnière moyen (FPS)

sol

eau Type de source froide



– si le fluide caloporteur est de l’eautype d’émetteurs (chauffage par le sol, par le mur ou par le plafond, ou autres systèmes d’émission de chaleur)température de départ vers le système d’émission de chaleur *l’écart de température entre le départ et le retour du système d’émission dans des conditions de conception *l’augmentation de la température de l’eau à travers le condenseur lors des essais selon la EN 14511 *les débits d’air prévus dans l’installation *

* Des valeurs par défaut sont prévues dans la méthode



– si la source froide est le solla présence ou non d’une pompe pour l’apport de chaleur vers l’évaporateur *

– si la source froide est de l’eau la puissance électrique de la pompe *

– si la source froide est de l’air et que le fluide caloporteur est de l’air

les débits d’air prévus dans l’installation *

* Des valeurs par défaut sont prévues dans la méthode


Chauffage – consommation finale d’énergie


Besoins en énergie finale pour

le chauffage

Niv. K

Énergieprimaire





Contenu


Auxiliaires – pour le chauffage

Chauffage local :La consommation en énergie des auxiliaires, ainsi que des éventuelles veilleuses, a déjà été prises en compte dans le rendement de production.

auxiliaires pour le chauffage local

Chauffage central :Consommation d’électricité des fonctions auxiliaires des installations de chauffage des locaux.


Auxiliaires – pour le chauffage

A retenir: la consommation d’énergie des auxiliaires pour le chauffage central est

proportionnelle au volume du bâtiment !


Auxiliaires – pour le chauffage centralLa consommation pour un circulateur est toujours prise

en compte, indiquer s’il a une régulation ou non

Indiquer quels sont les autres auxiliaires éventuels


Auxiliaires – les veilleusesChauffage central et/ou préparation d’eau chaude sanitaire

Par défaut, la puissance d’une veilleuse = 80 W

Nombre de veilleuse

Type de combustible pour chaque veilleuse


Auxiliaires – les ventilateurs

A retenir: les valeurs par défaut pour le calcul de la puissance électrique des ventilateurs sont

fonction du volume du bâtiment !


Auxiliaires – les ventilateursVentilateurs pour la ventilation volontaire et/ou le chauffage par air chaud

Si ventilation type B, C ou D : type de ventilateur et d’installation





Contenu


Refroidissement

si oui : le calcul prend en compte la consommation en énergie pour le refroidissement

si non : le calcul prend en compte une consommation fictive en énergie pour le refroidissement, proportionnelle à la probabilitéconventionnelle d’installation de refroidissement actif

Indiquer s’il y a un refroidissement actif


RefroidissementL’indicateur de surchauffe est fonction de la probabilité conventionnelle d’installation de refroidissement actif : Indicateur de

surchauffe

Trop élevé : REFUSE

0,5


pas de risque


risque modéré à élévé


risque léger à modéré


Influence du refroidissement actif…Effet de l’installation d’un refroidissement actif sur la maison Leblanc

Sans refroidissement actif

Avec refroidissement actif

Besoins en EP pour le refroidissement = 677 MJ

Besoins en EP pour le refroidissement = 8094 MJ


Influence du refroidissement actif…La proportion des besoins en refroidissement sur la consommation totale augmente de manière significative !

Chauffage Eau chaude sanitaire

Auxiliaires Refroidissement

Chauffage Eau chaude sanitaire

Auxiliaires Refroidissement

Sans refroidissement actif

Avec refroidissement actif

Besoins en refroidissement = 1% de la consommation totale en énergie primaire

Besoins en refroidissement = 10% de la consommation totale en énergie primaire


Maison Leblanc surchauffée

677 80

94

1503

9 1823

8

0

5000

10000

15000

20000

Ener

gie p

rimair

e pou

r le

refro

idiss

emen

t (M

J)

Maison réelle (risque = 9%), sans A/C

Maison réelle, avec A/C

Maison surchauffée (risque = 82%), sans A/C

Maison surchauffée, avec A/C





Contenu


Eau chaude sanitaire – besoins nets

Fixés mensuellement selon les formules :pour les besoins en eau chaude sanitaire des douches et/ou baignoires :

pour les besoins en eau chaude sanitaire de l’évier de cuisine

( ) mPERmnetbathwater tVQ *]192*220.064;64max[,,, −+=

A retenir: les besoins en eau chaude sanitaire sont proportionnels au volume du bâtiment !

( ) mPERmnetkwater tVQ *]192*055.016;16max[,,,sin −+=


Eau chaude sanitaire – besoins nets

Par exemple, pour la maison Leblanc :Volume = 527,8 m³Surface chauffée = 200 m²Besoins nets en ECS en janvier :

– pour le(s) douche(s) et/ou baignoire(s) = 369 MJ = 102.5 kWh

– pour le(s) évier(s) de cuisine = 92 MJ = 25.55 kWh


Eau chaude sanitaire – besoins brutsRendement des conduites de distribution

Nbre d’éviers de cuisine et de douches & baignoires

Soit valeur par défaut, soit valeur calculée selon la longueur des conduites


Eau chaude sanitaire – besoins bruts

Valeurs par défaut pour la contribution au rendement du système des conduites d’ECS (ηtubing)

• vers une douche et/ou une baignoire

• vers un évier de cuisine

Lorsqu’on n’utilise pas les valeurs par défaut de ηtubing, il faut calculer le rendement du système pour chaque point de puisage

il est nécessaire d’indiquer le nombre de douches et/ou baignoires, ainsi que le nombre d’éviers de cuisine. Les besoins globaux évalués forfaitairement en fonction du volume du bâtiment sont répartis au prorata du nombre de points de puisage.

72,0, =bathtubingη

24,0sin, =ktubingη


L’évaluation de la consommation finale consommation finale dd’é’énergienergie d’ECS tient compte

– du type d’installation de production d’ECS• pour les douches et/ou baignoires [-]

• pour les éviers de cuisine [-]

Eau chaude sanitaire – consommation finale

mbathwatergen

mgrossbathwatermfinalbathwater

QQ

,,,

,,,,,, η=

Consommation finaled’énergie pour l’ECS [MJ]

Rendement de productiondu système d’ECS [-]

Besoins mensuels bruts [MJ]

mkwatergen

mgrosskwatermfinalkwater

QQ

,sin,,

,,sin,,,sin, η=



Rendement de production

avec stockage ou chauffage instantané

type d’appareil producteur


Valeurs de calcul pour le rendement de production (ηgen,water) pour la préparation d’eau chaude sanitaire


0,450,50Appareil à combustion

1,45

0,75

Chauffage instantané

1,40Pompe à chaleur électrique

0,70Chauffage électrique par résistance

Avec stockage de chaleur


Eau chaude sanitaire – besoins en énergie finale



le chauffage

Besoins en énergie finale pour l’eau chaude sanitaire

Niv. K

Énergieprimaire


Comment calculer le niveau Ew, en pratique…Les systèmes de chauffageLes auxiliairesLe refroidissementLes systèmes de production d’eau chaude sanitaireLe solaire thermiqueLe solaire photovoltaïqueLes besoins en énergie primaireLes résultats



Contenu


Le solaire thermiqueDans le calcul du niveau E, la contribution contribution éénergnergéétiquetique utile d’un système d’énergie solaire solaire thermique thermique est évaluée pour :

– le chauffage des locaux et l’eau chaude sanitaire– l’eau chaude sanitaire uniquement

Elle est évaluée en fonction :– de la surface absorbante des capteurs [m²]– de l’ensoleillement moyen de la surface des capteurs, compte

tenu de l’ombrage, de leur pente et orientation [MJ/m²]– des besoins mensuels bruts [MJ] en énergie pour :

la préparation d’ECSle chauffage (si le système solaire thermique y contribue)


Le solaire thermique

Surface, pente et orientation des capteurs

CONTRIBUTION ?


Le solaire thermiqueInfluence du préchauffage solaire sur la maison Leblanc

Sans préchauffage solaire

Avec préchauffage solaire : 5 m² - sud-ouest - 45° - eau chaude sanitaire

Niveau Ew Emission de CO2

[tonnes/an]Coût annuel

[€/an]Consommation

kWh/m² anNiveau K Risque de surchauffe

39 46 8% : risque léger à modéré 4,30 1.316 81










kWh/m² an

9,01 2.878 171

Niveau K Risque de surchauffe

45 96 3% : risque léger à modéré

Le solaire thermiqueInfluence du préchauffage solaire sur le « cas de base »

Sans préchauffage solaire

Avec préchauffage solaire : 5 m² - sud-ouest - 45° - eau chaude sanitaireNiveau Ew Emission de CO2









Contenu


Économie mensuelle d’énergie primaire des systèmes d’énergie solaire photovoltaïque sur site

Le solaire photovoltaïqueDans le calcul du niveau E, la production production dd’é’électricitlectricitéé d’un système d’énergie solaire solaire photovoltaphotovoltaïïque que est est éévaluvaluééee

l’électricité produite est déduite de la consommation d’énergie primaire globale du bâtiment

( )∑=

−−+++=12

1,,,,,,,,,,,,

mmcogenpmpvpmcoolpmauxpmwaterpmheatpp EEEEEEE


Le solaire photovoltaïqueLa production d’électricité d’un système solaire photovoltaïque est évaluée en fonction :

– de la puissance crête du système photovoltaïque *– du facteur de réduction du système d’énergie solaire

photovoltaïque– de l’ensoleillement moyen de la surface des capteurs,

compte tenu de l’ombrage, de leur pente et orientation [MJ/m²]

* La puissance crête d'un système photovoltaïque correspond àla puissance électrique délivrée par ce même système dans des conditions standard d'ensoleillement (1000 W/m²) et de température (25°C). Elle doit être déterminée selon la EN IEC 60904-1. La puissance crête correspond plus ou moins à la notion de puissance maximale.


Le solaire photovoltaïqueLa production production mensuelle d’éélectricitlectricitéé ((WWpv,mpv,m)) est calculée comme suit [kWh] :

3600,,

,shadmspvpvpv

mpv

IcRFPW

×××=

Facteur de réductiondu système PV [-]

Puissance crête dusystème photovoltaïque [W]

Facteur de correction pour l’ombrage

Ensoleillement au niveau du module PV [MJ/m²]

0,710,67Intégrés en toiture, peu ventilés

0,70

Convertisseur central

0,73Indépendants, peu ventilés

Module à tension alternativeDisposition des modules PV

Facteur de réduction RFpv du système photovoltaïque


CONTRIBUTION ENERGETIQUE D'UN SYSTEME SOLAIRE PHOTOVOLTAIQUE

Y-a-t-il un système solaire photovoltaïque?

Si oui : Introduire les caractéristiques de l'installation :

Pente du capteur :

Orientation du capteur :

Puissance de crête du système [W ou Wc] : 675

Type de transformateur :

Emplacement du capteur :

oui

45

SE ou SO

Modules à tension alternative

Indépendant, peu ventilé

Le solaire photovoltaïquePente, orientation et puissance crête des capteurs

Type de transformateur et emplacement du capteur





kWh/m² an

3,95 1.256 74



Le solaire photovoltaïqueInfluence du solaire photovoltaïque sur la maison Leblanc

Sans panneau solaire photovoltaïque

Avec panneau solaire photovoltaïque : 675 Wc (± 5 m²) – sud-ouest - 40°















kWh/m² an

9,01 2.878 171



Le solaire photovoltaïqueInfluence du préchauffage solaire sur le « cas de base »

Sans panneau solaire photovoltaïque

Avec panneau solaire photovoltaïque : 675 Wc (± 5 m²) – sud-ouest - 40°





Contenu


Besoins en énergie primaireFacteur de conversion en énergie primaire en fonction du combustible choisi :

fp = 2.5

fp = 1

fp = 1





kWh/m² anNiveau K Indicateur de surchauffe

38 76 risque léger à modéré 7.78 1 898 138




kWh/m² anNiveau K Indicateur de surchauffe

38 47 risque léger à modéré 4.51 966 85

Energie primaire - maison Leblanc ‘à l’électricité’

Impact sur le Niveau Ew élevé vu le facteur de conversion en énergie primaire de l’électricité


Besoins en énergie primaireBesoins

nets pour le chauffage


le chauffage

Besoins en énergie finale pour l’eau chaude sanitaireBesoins en

énergie primaire

Niv. K





Contenu


Résultats – synthèse des critères

- Niveau K < 45- Ew < 100- Pas de risque de surchauffe trop élevé


Résultats – énergie primaire poste par poste

Répartition par poste


Résultats – énergie finale par vecteur

Evaluation standardisée des consommations et des coûts correspondants par type de combustible


Surface de déperdition totale AT [m2] :

Surface de fenêtres [m2] :

Surface de plancher chauffée Ach [m2] :

Volume protégé [m3] :

Type de construction (classe d'inertie) :

Chauffage

Coefficient de déperdition par transmission HT [W/K] :

Coefficient de déperdition par ventilation HV [W/K] :

Besoins nets en énergie [MJ/m²] :

Rendement du système [%] :

Rendement de production [%] :

Consommation en énergie primaire [MJ] :

Part de la consommation due aux pertes par transmission [%] :

Part de la consommation due aux pertes par ventilation [%] :

Eau chaude sanitaire


Auxiliaires


Risque de surchauffe

Degrés-heures de surchauffe par rapport à 18°C [Kh] :

SYNTHESE DES RESULTATS PAR SECTEUR

23

89%

135,73

96%

31 927

88%

15 743

12%

10 257

8 852

402

25

200

527

169

Peu-lourd

Résultats – par secteur





Contenu


Division en secteurs énergétiquesPour appartenir à 1 même secteur énergétique, les espaces doivent :

appartenir à la même zone de ventilation (en principe, toujours le cas pour les habitations) ;

être dotés du même système d’émission (sauf pour le chauffage central, si on calcule avec le rendement d’émission le plus mauvais) ;

être chauffés par le même appareil producteur de chaleur.


Division en secteurs énergétiquesIl y a lieu de faire 2 secteurs énergétiques si :

2 systèmes de production différents– Ex. : PAC au rez et radiateurs électriques à l’étage

2 systèmes d’émission différents


Que faire lorsque l’on a des systèmes de production différents pour chauffer un même espace ?

s’il y a un appoint électrique en complément à un chauffage central, on ne tient pas compte des performances du chauffage central, on s’intéresse uniquement au système le plus défavorable, c’est-à-dire le chauffage local électrique ;si, en présence d’un chauffage central, il y a un appoint

local au bois (feux ouverts, ou poêle bois), on s’intéresse uniquement aux caractéristiques du chauffage central !

Division en secteurs énergétiques - exceptions


Division en secteurs énergétiquesQu’implique la division en secteurs énergétiques?

Indiquer le nombre de secteurs énergétiques

Répartir les surfaces de déperditions * Aj et les Ujcorrespondants entre les 2 secteurs

* !! Les parois limites entre 2 secteurs ne font pas partie des surfaces de déperditions !!

AT = (AT)secteur 1 + (AT)secteur 2 = (AT)2 secteurs


Introduire le volume protégé V par secteur

V = (V)secteur 1 + (V)secteur 2 = (V)2 secteurs = V PER

Introduire la surface de plancher chauffé Ach par secteur

Ach = (Ach)secteur 1 + (Ach)secteur 2 = (Ach)2 secteurs

Division en secteurs énergétiques


Exemple: chauffage par le sol + radiateurs

Radiateurs

Chauffage par le sol


Soit 2 secteurs…

87% 89%


Soit 2 secteurs…

97% 93%


Soit 1 secteur…

93%

87%


Et les immeubles à appartements ?

1

3

5

2

4

6

1

Ew K





Contenu


Utilisation de l’outil Excel – signalétique

critère respecté

critère non respecté

résultats indicatifs



Appareil/composant :

▪ Circulateur :▪ Le circulateur est équipé d'une régulation

▪ Autres circulateurs :▪ Circulateur supplémentaire entre la chaudière et les

collecteurs/conduites de distribution ▪ Circulateur supplémentaire pour un échangeur de chaleur

dans un caisson de traitement d'air

Consommation d'électricité pour les fonctions auxiliaires de chauffage central

Secteur 1

Volume protégé du secteur 1: Vsec 1 [m3] 527

Surface de déperdition totale du secteur 1 : AT,E,sec 1 [m2] 402.05

Surface de plancher chauffée du secteur 1 : Ach sec 1 [m2] 200.00

Valeurs à ne pas modifier

Cases à cocher valident l’option correspondante



DEPERDITIONS PAR IN/EXFILTRATION ET PAR VENTILATION

Débit de fuite à 50 Pa : V50 [m3/hm2] :

Valeur par défaut : 12

Valeur "objectif" ou mesurée V50 :

Débit de ventilation volontaire : Vdedic,sec 1 [m3/h]

Prise en compte de la qualité de l’exécution du système de ventilation (multiplicateur "m") :

Valeur par défaut : 1.5

Valeur "objectif" ou calculée sur base de mesures "m" :

Cellule à compléter par l’utilisateur

Case d’option seule une des solutions peut être choisie


Menu déroulant, sélectionner la proposition qui

convient



Utilisation de l’outil ExcelInformations manquantes pour afficher les résultats

Avertissement d’incompatibilité de données introduites


Valeur non autorisée

Utilisation de l’outil Excel


Utilisation de l’outil Excel

Indiquer les prix d’achat unitaires





Contenu


Exemple – maison Leblanc

Annexe 6

Umax Surfaces Orien-tation

Pente

(W/m²K) (m²) (°)

1. Fenêtres et autres parois translucides : valeur globale

valeur centrale

1.65 1.2 11.61 90 FU_Fenêtres façades




1.71 1.2 0.76 45 FU_Fenêtres toit

1.71 1.2 0.76 45 FU_Fenêtres toit

Avertissement! Les coefficients de transmission thermiques, anciennement nommés k (NBN B 62-002), sont repris dans ce tableau sous la dénomination U, conformément à la dénomination utilisée dans les nouvelles normes européennes (EN ISO 13789).

2,0 / 1,6

Parois de la surface de déperdition du bâtiment Description paroi: nom/n° de la fiche U de référence

U calculé

(W/m²K)

valeur globale pour l'élément / valeur spécifique pour la partie centrale vitrée

Annexe 6 : Grille des caractéristiques "Construire avec l'énergie!" de conception

Remarque importante: l’ensemble des données reprises dans ces formulaires sont à compléter avant les travaux, lors de la remise dudossier initial du projet (lors de la demande de participation).

Critère 1 : Coefficients de transmission thermique

! IMPORTANT ! Date de remplissage : 11/05/2007

Charte Construire avec l’énergie … naturellement!

NE

SO

NE

NO

SO

SE

! FORMULAIRE CALE1à titre de comparaison


Exemple – maison Leblanc2. Portes opaques :

1.94 FU_Portes ext

1.94 FU_Portes ext

3. Murs et parois opaques entre le volume protégé et…

158.82 FU_Mur ext

51.47 FU_Plafond étage

62.5 FU_Toiture

5. Planchers entre le volume protégé et…100 FU_Plancher rez

0.6

4. Toitures et plafonds 0.4

1.61

0.39

0.6

3.5

1.61

0.24

0.24

0.53

portes d’entrée

autres

Surface totale de déperditions (m²) AT 402.05




Volume Protégé du bâtiment (m³) 526.66 1.31

ks 0.43 39 45

becalculé (MJ/m2 an) 229 be372 317=

Kcalculé

≤

Compacité volumique du bâtiment (m)

≤

un niveau K ≤ K45 ;

ou des besoins nets en énergie de chauffage par m² de plancher chauffé be ≤ bemax45 =be372 .

Les immeubles de logement "Construire avec l'énergie!" doivent présenter :

Critère 2 : Niveau d’isolation thermique globale ou Besoins nets en énergie

Système de ventilation selon NBN D50-001 :

Critère 3 : Système de ventilation

Système DA B C D

XRT 90

STOVE XRT 90

STOVE GRILL 100

STOVE

grilles dans les portes

Propriétés du systèm e D (ventilation m écanique double flux):

Type

Type

Type

Marque

Marque

Marque

Ouvertures de transfert:

Insuf f lation mécanique:

Extraction mécanique:

Rendem ent :Echangeur de chaleur:

conduits rigidesconduits f lexibles

conduits rigidesconduits f lexibles

Oui Non




Choisi votre système dans la liste:

Générateurs de chaleur Exigences complémentaires

Critère 4 : Caractéristiques de l’installation de chauffage

chauf fage central à eau chaude

système de régulation avec horloge programmable sur base hebdomadaire

tuyauteries véhiculant de l’eau chaude en dehors du volume protégé et isolées, avec min.10mm d’isolant dont la valeur lambda <0,065W/mK

radiateurs et/ou convecteurs avec des vannes thermostatiques

chaudière à circuit de combustion étanche installée dans une cuisine, une salle de bains, un WC ou un local d’habitation (au sens de la norme NBN D 51-003)

chauf fage par le sol, les murs ou le plafond avec température de départ de l’eau de chaudière réglée automatiquement en fonction de la température extérieure et sonde de température intérieure pour chaque étage chauf fé de la sorte

si par le sol: plancher inférieur du volume chauf fé isolé

Chauffage central à eau chaude:chaudière basse température ou à condensation et brûleur à mazout, disposant du label Optimaz

chaudière gaz :

chaudière à bois à chargement automatique exclusivement monocombustible (satisfaisant à la NBN EN 12809) ; puissance utile nominale >60% (cf r NBN EN 303-5)

à basse température avec label HR+

à condensation disposant du label HR TOP

Eléments du système choisi (chaudière, régulation, …)

Chaudière fioul à condensation murale étanche

Régime de température de dimensionnement 70/50Label Optimaz-Elite

VIRR P+ 300 12-19 kW

Régulation pour marche en fonction de la température estérieure

Marque, labels, ... (si déjà connu au stade du permis d’urbanisme)




Choisi votre système dans la liste :

Système - Générateurs de chaleur

Eléments du système choisi (chaudière, régulation, …)

Ballon de 160 litres couplé à la chaudière

Exigences complémentaires

VIRR P à double enveloppe en acier inoxydable

Marque, labels, ... (si déjà connu au stade du permis d’urbanisme)

Critère 5 : Caractéristiques de l’installation d’eau chaude sanitaire

ballon de production d’eau chaude couplé à une chaudière

ballon d’eau chaude isolé couplé à chaudière

tuyauteries véhiculant de l’eau chaude en dehors du volume protégé et isolées, avec min.10mm d’isolant dont la valeur lambda <0,065W/mK

appareils au gaz sans veilleuse permanente

appareils à combustion installés dans une cuisine, une salle de bains, un WC ou un local d’habitation (au sens de la norme NBN D 51-003) à circuit de combustion étanche

chauf fe-eau électrique (pour la cuisine)

préchauf fage par capteurs solaire

Type de système (+ Joindre motivation de ce choix ainsi quType de système (+ Joindre motivation de ce choix ainsi qu ’’un descriptif dun descriptif détaillé en annexe à ce dossier):étaillé en annexe à ce dossier):Autre système:Autre système:

à mazout disposant du label Optimaz

au gaz disposant du label HR+ ou HR TOP






Contenu


Les critères de la charte1 2

1) Umax

2) K45 oubemax45 = be372

3) Ventilation

4) Chauffage

5) Eau chaude sanitaire

1) Umax

2) K45

3) Ventilation

4) Ew ≤ 1005) ≤ 170 kWh/m²

6) Surchauffe

2 construire avec l’ Énergie … naturellement

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