simulation thermique dynamique
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LA SIMULATION THERMIQUE DYNAMIQUE
MODÉLISATION DYNAMIQUE :
CONCEPTION BIOCLIMATIQUE ET MODÉLISATION
Définition de la STD• Simulation :
Visualiser les conséquences de plusieurs configurations et scenarios techniquement possibles
• Thermique : Etudier l’ensemble des problèmes liés à la thermique d’un bâtiment
(performance énergétique, confort, comportement)
• Dynamique : Intégrer, au pas horaire, des paramètres de météo, d’occupation des
locaux, de consommation instantanée... Visualisation des comportements à l’échelle d’une journée à une année.
LA SIMULATION THERMIQUE DYNAMIQUE
Comportement d’un bâtiment - en fonction de son usage- en fonction de son environnement- en fonction de son « enveloppe »- sur une année de fonctionnementÞTenir compte des apports gratuits :Þ apports solairesÞ apports internes
Objectifs :-Minimiser les besoins de chauffage- Optimiser le confort
LA SIMULATION THERMIQUE DYNAMIQUE
STD = Objet vivant Prise en compte de l’inertie, des
apports solaires et internes, des puissances dissipées,…Le modèle dynamique tient compte de l’influence des éléments extérieurs (soleil, vent) et des éléments intérieurs (occupants, température de consigne, …)
RT = Objet inerte Performances thermiques du
bâtiment par addition de matériaux (Ubat), avec des seuils de références (exemple avec des apports solaires théoriques, pas de différences d’occupations,…)
DIFFÉRENCES ENTRE CALCULSDYNAMIQUE ET STATIQUE
OBJECTIF DE LA STD
-Vérification de la Modélisation géométrique- Vérification du positionnement solaire-Vérification des ombrages/ heures /dates
Paramètres d’entrées(en phase APS : analyse architecte + BE)- Eléments extérieurs :
données météo locales, course du soleil, vent, températures, environnement avoisinant
- Conception du bâti : orientation, ossature , isolation, vitrages, protections solaires, masques
- Eléments intérieurs :Zonage, usage, occupation (en nombre et en temps), consigne de température, puissance dissipée
- Equipements : ventilation, système de production d’énergie
Paramètres de sorties(simulation et optimisation des choix)
- Besoins et puissance de chauffage et refroidissement si nécessaire :Données en W par zone selon la T° de consigne, et possible en pas horaire sur une année
- Quantité d’apports solairesGain en watt obtenu pièce par pièce, et heure par heure
- Température d’inconfort : Nombre d’heures au dessus d’une
température seuil (> 28°C), par zone et possible heure par heure
- Puissance dissipée :Gain obtenu par les équipements et les occupants
STD
DÉROULEMENT OPTIMISÉ DE LA STD
Les Paramètres existants
- Eléments extérieurs : données météo locales, course du soleil, vent, températures, environnement avoisinant
- Conception du bâti : orientation, ossature ,
- Eléments intérieurs :Zonage, usage, occupation (en nombre et en temps), consigne de température, puissance dissipée
- Equipements : ventilation, système de production d’énergie, émetteurs, …
Les Paramètres des scénarios(simulation et optimisation des choix)
- Conception du bâti : isolation, menuiseries et vitrages, protections solaires , masques
- Ventilation :Equipement et sur-ventilation
- Equipement chauffage -refroidissementOptimisation énergie – Régulation – Programmation
- Contrôle des Puissances dissipées :Eclairage basse T°, Mise en veille ordi, domotique, ….
LA STD EN RENOVATION
• PERIODE ANNUELLE => exemple vacances scolaires
• PERIODE HEBDOMADAIRE => exemple heures de travail
– Taux d’Occupation par rapport à effectif et par heure– Consigne de température par zone– Taux d’occultation– Ventilation
SCENARIOS PAR ZONE
Des zones avec des scénarios différentes (par heure/jour/an) :
- Nombre occupants- Temps d’occupationTempérature de consigne (chauffage et refroidissement)- Puissance dissipée (éclairage, informatique, …)- Ventilation et sur-ventilation nocturne- Occultation - Création de masque ou brise soleil
Analyse des résultats
Objectifs d’optimisation :-Affiner les températures au sein des locaux-Maîtriser les besoins de chauffage en hiver-Maîtriser les surchauffes en été
Température Puissance/m²
SANS APPORT
APPORTS INTERNES
APPORTS SOLAIRES
INTERNES ET SOLAIRES
Température extérieure
Heures / jour
Température extérieure
IMPACT DE LA SURVENTILATION NOCTURNE
INTERNES ET SOLAIRES
RT2005 / BBC – RT2012
CE QUI RAPPROCHE LA RT2012 DE LA STD
Les relations entre les acteursHIER
Les relations entre les acteursAujourd’hui
Les relations entre les acteurs
Les relations entre les acteurs
CONCLUSION DE LA MODELISATION-Optimiser ses choix de constructions- Modélisation fine : connaissance de l’ensemble des phénomènes d’un bâtiment- Concevoir des bâtiments où l’on maîtrise confort et inconfort, et où l’on évite de climatiser, et où on réalise des économies d’énergie- Garantir des temps de retour sur investissement faible- Modéliser le stockage de chaleur (inertie) et évaluer les gains solaires utiles-Nécessaire en phase de conception : validation des objectifs de consommation- Pour tous les projets : neuf et rénovation, résidentiel individuel et collectif, entreprises et établissements scolaires
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