formation bâtiment durable : passif et (très) basse ... · passif : standard visant à une...
TRANSCRIPT
-
FORMATION BATIMENT DURABLE :
PASSIF ET (TRES)
BASSE ENERGIE
PRINTEMPS 2016
Journée 4
Stratégies de conception
Didier DARIMONT
ICEDD asbl
Inspiré de la présentation conçue par ECORCE sprl [email protected]
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
OBJECTIF(S) DE LA PRESENTATION
● Identifier les éléments architecturaux et techniques qui influencent le
bilan énergétique d’un bâtiment et quantifier leur impact
● Proposer une stratégie visant à garantir une conception intelligente
de bâtiment à très haute performance énergétique
2
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
PRESENTATION FIL ROUGE3
040
Aeropolis II Loossens
016
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
TABLE DES MATIERES
DEFINITIONS
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE (CH)
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE (NCH)
SIMULATION DYNAMIQUE
PROCESSUS DE CONCEPTION
4
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
DEFINITIONS – PASSIF vs BIOCLIMATISME
● Bioclimatisme : mise à profit de l’environnement géographique et
climatique d’un bâtiment en vue de réduire sa consommation énergétique
tout en garantissant le confort des occupants. Les apports maximisés
● Passif : standard visant à une diminution importante des besoins
énergétiques d’un bâtiment, tout en garantissant le confort des occupants.
Celui-ci peut s’appliquer à tout type de bâtiment.
…Le passif n’implique pas nécessairement le bioclimatisme, et inversément.
Une approche inspirée du bioclimatisme permet cependant de faciliter
l’accès au standard passif…
5
Approche subjective
Approche quantifiable « objective »
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
DEFINITIONS – BILAN THERMIQUE GLOBAL – Période de chauffe6
Source : Guide PEB RW 3.2
12
3
45
6
7
10
11
12
13
14
1. Déperditions par transmission
2. Déperditions par ventilation volontaire
3. Déperditions par in/exfiltration
4. Déperdition totales de l’enveloppe
5. Apports solaires
6. Apports internes
7. Besoins nets en énergie pour le chauffage
10. Solaire thermique éventuel
8. Pertes du système
12. Consommation finale pour le chauffage
13. Pertes de transformation
14. Consommation d’énergie primaire
pour le chauffage
+
+
=
-
-
=
-
+
=
+
=
9. Besoins bruts en énergie pour le chauffage=
11. Pertes de production+
8
9
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
DEFINITIONS – BILAN THERMIQUE GLOBAL – Période de chauffe
EN SE LIMITANT AUX BESOINS NETS…
7
Bilan du bâtiment passif Bilan du bâtiment « standard »
23,6
6,1
5,3
16,0
10,3
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
59,4
35,1
85,1
27,3
31,1
121,3
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Umoyen = 0,3
Type de ventilation : D
Etanchéité = 0,6
Umoyen = 0,52
Type de ventilation : C
Etanchéité : 7,8
040
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
DEFINITIONS – BILAN TH. GLOBAL – Période de non chauffage8
3. Apports internes par l’éclairage+
6. Déperditions par transmission
7. Déperditions par ventilation
8. Déperditions par in/exfiltration
4. Apports internes par les ventilateurs
5. Apports internes par les appareils
10. Besoins nets en énergie
pour le refroidissement
11. Pertes du système
de refroidissement
12. Besoins bruts en énergie
2. Apports internes par les personnes
15. Pertes de transformation
16. Consommation d’énergie
primaire du bâtiment
-
6 7 8
1
2345
10 11
1213
9
-
+
+
+
+
=
+
=9. Chaleur à évacuer par le système de refroidissement=
-
1. Apports solaires
14
15
16
13. Pertes à la production
14. Consommation d’énergie
pour le refroidissement
+
=
Source : Guide PEB RW 3.2
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
DEFINITIONS – BILAN TH. GLOBAL – Période de non chauffage
EN SE LIMITANT AUX BESOINS NETS…
9
Bilan type d’un bâtiment passif Bilan type d’un bâtiment « standard »
0,6
4,9
1,4
4,4
0,3
0
1
2
3
4
5
6
7
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoin en froid
Apports solaires
Apports internes
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
18,1
44,9
20,6
42,9
0,4
0
10
20
30
40
50
60
70
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Umoyen = 0,3
Type de ventilation : D
Etanchéité = 0,6
Umoyen = 0,52
Type de ventilation : C
Etanchéité : 7,8
040
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Le simple assemblage de composants adaptés au passif ne mène pas
nécessairement à un bâtiment passif. L’interaction entre les différents
éléments nécessite une approche globale et une réelle stratégie de
conception permettant finalement d’atteindre le standard passif…
… Le tout est supérieur à la somme des parties
Ceci implique qu’un bâtiment doit être concu pour être passif dès le
départ, sous peine de devoir user de mesures excessives et souvent
coûteuses. Il est dans la plupart des cas relativement facile d’être
“presque passif” mais les derniers points peuvent s’avérer très difficiles à
grapiller.
DEFINITIONS10
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
LE PASSIF, c’est …
● Des économies d’énergie,
● Un confort intérieur élevé que ça soit en hiver, en été et en entre-
saison.
La stratégie de conception se divise donc en deux volets intimement liés :
● La stratégie en période de chauffe
● La stratégie en période de non chauffage (plus longue que l’été)
Selon la destination finale du bâtiment, l’une ou l’autre stratégie sera
prépondérante. Souvent, l’équilibre se trouve dans le compromis. Il n’y a
pas de recette magique, la conception se fait au cas par cas.
DEFINITIONS11
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
DEFINITION : critères PEB 201512
Unités Neuves UN : Bruxelles 2015 …
Source : écorce
Source :
Infos Fiche-Energie : les exigences PEB à partir de 2015
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
DEFINITION : critères PEB 201513
Unités Assimilées à du Neuf UAN : Bruxelles 2015 …
Source :
Infos Fiche-Energie : les exigences PEB à partir de 2015
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – OBJECTIF14
Minimiser les pertes…
Source : écorce
23,6
6,1
5,3
16,0
10,3
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
23,6
6,1
5,3
16,0
10,3
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Minimiser les pertes…
… et puis MAXIMISER LES APPORTS
STRATEGIE CH – OBJECTIF15
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE
MINIMISER LES PERTES
Minimiser les pertes par transmission
Minimiser les pertes par infiltration
Minimiser les pertes par ventilation
MAXIMISER LES GAINS
EN RESUME
16
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
23,6
6,1
5,3
16,0
10,3
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Minimiser les pertes par transmission, recommandations :
N Profiter des contacts favorables et améliorer la compacitéN Améliorer la performance des parois opaques et bonne gestion desponts thermiques
N Améliorer la performance des parois transparentes
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION17
Source : écorce
Source: energie+
Source: energie+
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Profiter des contacts favorables
En fonction du type d’ambiance adjacente à une paroi, les pertes seront
plus ou moins importantes, l’épaisseur d’isolation sera à choisir en
fonction. Le “facteur X” utilisé au niveau du PHPP permet de tenir
compte du type d’ambiance du côté non-chauffé
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION18
Facteur X = Energie transmise par la paroi vers l’espace adjacent
Energie transmise par la paroi vers l’extérieur
Valeurs types :
• Sol : environ 60-70 % en Belgique
• Cave non chauffée ou vide ventilé : 60-70 %
• Extérieur : 100 %
• Zone tampon : de 15 à 100 %
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Améliorer la compacité
Un bâtiment compact a proportionnellement moins de surfaces de
déperditions :
● + facile d’obtenir une performance élevée
● - de surface à isoler et donc des économies
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION19
Compacité = Volume chauffé
Surface de déperdition
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Améliorer la compacité
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION20
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Co
mp
aci
té [
m]
Volume [m³]
Compacité cube 4 façades
Fact
eurs
d
’infl
uence
Remise en contexte:
- Si la compacité augmente, les pertes par transmission diminuent, donc les
BNC diminuent
- la compacité détermine la limite de la consommation en énergie primaire - Ex: standard passif (calcul PHPP) d’un bâtiment tertiaire: CEP = 95 – 2,5 x C
- PEB construction neuve de bureaux: CEP = 95 – 2,5 x C (C
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Améliorer la compacité
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION21
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Améliorer la compacité
La compacité ne tient pas compte de la surface de référence
énergétique contrairement au critère passif sur le besoin en chaud…
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION22
Besoin global = 1080 kWh/an
Compacité = 0,94
Surface de référence énergétique = 72 m²
Besoin spécifique = 1080/72 = 15 kWh/m²an
Besoin global = 1080 kWh/an
Compacité = 0,94
Surface de référence énergétique = 56 m²
Besoin spécifique = 1080/56 = 19,3 kWh/m²an
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Exemple fil rouge
Améliorer la compacité sur Loossens
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION23
016
Compacité = 3
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION24
Exemple fil rouge
Améliorer la compacité sur Aeropolis II
Compacité = 3,8
Compacité = 5
040
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Améliorer la performance des parois opaques
Une seule solution : mieux isoler !
Deux vecteurs : épaisseur et performance de l’isolant
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION25
U [W/(m²K)]
Epaisseur
équivalente PU
[cm]
Epaisseur
équivalente
cellulose [cm]
Murs 0,10 - 0,2 28 40
Sol 0,15 - 0,2 19 27
Toiture 0,10 28 40
Fenêtre 0,8 Triple vitrage et châssis “passif”
Il est important de partir sur des épaisseurs de parois réalistes au
stade de l’esquisse !
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Améliorer la performance des parois transparentes
• Uf = Uframe• Ug = Uglass• Uw = Uwindow• 𝝍esp = PT de l’espaceur
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION26
ENE03
A minimiser !
𝑈𝑤 =𝐴𝑔𝑈𝑔 + 𝐴𝑓𝑈𝑓 + 𝑙𝑒𝑠𝑝𝜓𝑒𝑠𝑝
𝐴𝑔 + 𝐴𝑓
Source : www.maisonpassive.be
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Améliorer la performance des parois transparentes
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION27
0
1
2
3
4
5
6
Sim
ple
vitra
ge
Doub
le v
itra
ge c
lair
Doub
le v
itra
ge c
lair
(ba
sse
ém
issivi
té)
Doub
le v
itra
ge c
lair
(ba
sse
ém
issivi
té e
t ga
z is
ola
nt )
Trip
le v
itra
ge c
lair
Trip
le v
itra
ge c
lair b
ass
e
ém
issivi
té à
l’a
rgon
Trip
le v
itra
ge c
lair b
ass
eém
issivi
té a
u kr
ypto
n
Vale
ur
Ug
Source : écorce
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Améliorer la performance des parois transparentes
Le bois et le PVC sont les plus performants. L’aluminium peut être
insuffisant en passif compromis du bois/PVC avec capot alu
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION28
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
Châ
ssis e
n bois
45 m
m
Châ
ssis e
n bois
68 m
m
Châ
ssis e
n bois
"pass
if"
Châ
ssis P
VC
ava
nt 7
2
Châ
ssis P
VC
jus
que
98
Bon
châss
is e
n PV
C
Châ
ssis P
VC
pa
ssif
Châ
ssis m
éta
lliq
ue, sa
nsru
ptu
re therm
ique
, la
qué
Châ
ssis m
éta
lliq
ue, sa
nsru
ptu
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rmiq
ue
Châ
ssis m
éta
lliq
ue, ave
cru
ptu
re therm
ique
Châ
ssis m
éta
lliq
ue p
erf
orm
ant
Vale
ur
Uf
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Exemple fil rouge
Améliorer la performance des parois transparentes
Ug =0,5 W/m²K - Uf=0,66 W/m²K - yg=0,02 W/m²K
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION29
016 -1
1 2 3 4 65 5
1 2 3 4 5 6
Uw [W/m²K] 0,78 0,76 0,67 0,63 0,63 0,61
0
0,25
0,5
0,75
1
Uw
[W/m
²K]
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Améliorer la performance des parois
Le Umoyen de l’enveloppe = bonne indication de la qualité de l’enveloppe.
Il faut cibler les amélioration en fonction :
N de la surface d’une paroi en fonction des déperditions qu’elle génère (saufpour les fenêtres)
N du facteur X
N du surcoût respectif (selon le type de paroi et d’isolant)
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION30
Ne pas tourner en rond. Augmenter l’épaisseur d’une paroi verticale implique une augmentation des
surfaces de déperdition ou une diminution de la surface de référence énergétique, ce qui a un effet
contreproductif Préférer améliorer le lambda de l’isolant ou les parois qui n’ont pas d’incidence sur
la surface de référence énergétique.
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Exemple fil rouge
Améliorer la performance des parois opaques
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION31
040
18,8%
60,3%
43,8%
17,3%17,9%
8,5%1,6%
7,6%17,5%
6,1%0,4% 0,2%
Part des surfaces Part des déperditions
Plancher sur extérieur
Plancher sur parking
Terrasse
Toiture
Façades
Fenêtres
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Exemple fil rouge
Améliorer la performance des parois
opaques – Gestion des ponts thermiques
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION32
016 - 1
-4%
-2%
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
PT 04 : ancrages garde-corps
PT 03 Mur gaine
PT 02 Fondation
PT 01 Angle Nord Est
PT 01 Angle Sud Est
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
Part des déperditions
Ponts thermiques
Fenêtre
Dalle sur sol
Paroi en contact avec
l'air extérieur
= 2,2 kWh/m²an !!!
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
23,6
6,1
5,3
16,0
10,3
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
28,8
7,4
6,4
17,2
11,9
13,5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION
On ne conçoit pas un bâtiment passif à Bruxelles (alt. 40m) comme à Elsenborn (alt. 620 m)
33
040
Uccle Elsenborn
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Outils● Logiciel PHPP (Passivhaus Projektierungs Paket) : permet de simuler le bâtiment et de
vérifier les critères du standard passif (fichier excel et mode d’emploi)
● Vade-mecum : à utiliser en Belgique, en lien avec le logiciel PHPP (disponible sur le site
internet : http://www.maisonpassive.be/ > Ressources > Nos publications en ligne)
● Quelles fenêtres pour ma maison passive ? : document édité par la PMP (disponible
sur le site internet : http://www.maisonpassive.be/ > Ressources > Nos publications en
ligne)
● Quelle ventilation pour ma maison passive ? : document édité par la PMP (disponible
sur le site internet : http://www.maisonpassive.be/ > Ressources > Nos publications en
ligne)
● Connectools PMP : à utiliser en lien avec le logiciel PHPP (http://pmp-connectools.be/)
● Site du Passivhaus Institut : propose les liens et les certificats des produits certifiés
passifs (http://www.passiv.de/)
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR TRANSMISSION34
http://www.maisonpassive.be/http://www.maisonpassive.be/http://www.maisonpassive.be/http://pmp-connectools.be/http://www.passiv.de/
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE
MINIMISER LES PERTES
Minimiser les pertes par transmission
Minimiser les pertes par infiltration
Minimiser les pertes par ventilation
MAXIMISER LES GAINS
EN RESUME
35
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
23,6
6,1
5,3
16,0
10,3
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR INFILTRATION36
Source : écorce
Source: energie+
Source: isoproc
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Etanchéité à l'air [h-1]
Besoin de chaleur de chauffage annuel [kWh/(m²an)]
Pertes par infiltration [kWh/(m²an)]
Exemple fil rouge – Influence de l’étanchéité sur le besoin
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR INFILTRATION37
040
Moyenne des
logements
wallons
Source : écorce
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
● Rappels J2 - Exemple :
N Fente d’une largeur de 1 mm et de 1m de long dans le systèmed’étanchéité à l’air intérieur soumise à un vent de 30km/h
N Température intérieure: +20 °CN Température extérieure: -10 °CN Différence de pression: 20 Pa (= force du vent de 2 à 3
Beaufort)
± 5x + de pertes de chaleur que l’ensemble de la surface
d’isolation (14 cm d’isolant)
38
Source : Etude PRO-CLIMA
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR INFILTRATION
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
39
● Encodage PHPP du bâtiment Loossens en faisant varier le n50
016
0
20
40
60
80
100
120
140
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Besoin de chaleur dechauffage annuel (passif):kWh/(m2a)
Besoin de chaleur dechauffage annuel (TBE):kWh/(m2a)
Besoin de chaleur dechauffage annuel (BE):kWh/(m2a)
Besoin de chaleur dechauffage annuel (-):kWh/(m2a)
n50 [vol/h]
Beso
in e
n éne
rgie
[ k
Wh/
m².
an]
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR INFILTRATION
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE
MINIMISER LES PERTES
Minimiser les pertes par transmission
Minimiser les pertes par infiltration
Minimiser les pertes par ventilation
MAXIMISER LES GAINS
EN RESUME
40
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
23,6
6,1
5,3
16,0
10,3
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR VENTILATION41
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Exemple fil rouge
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR VENTILATION42
040
0
5
10
15
20
25
30
35
0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%
Rendement de l'échangeur de chaleur
Besoin de chaleur de chauffage annuel [kWh/(m²an)]
Pertes par ventilation [kWh/(m²an)]
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
43
Rappel J1
Minimiser les pertes
● Grâce à l’utilisation d’un échangeur de chaleur
avec by-pass estival
● En isolant les conduites de ventilation
● En préchauffant/prérefroidissant l’air grâce à la
géothermie
● Via une bonne régulation (débit variable, sonde
CO2, registre motorisé …)
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR VENTILATION
Source : E+
Sonde CO2
Registre d’air neuf
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
44
● Les consommations se situent à deux niveaux :
N Pertes/gains par ventilation,N Auxiliaires.
Pour diminuer la consommation globale, il est important d’agir sur les
deux sources
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
Système C Système D
Consommations dues à la ventilation [kWh/an]
Pertes par ventilation
Ventilateurs - Été
Ventilateurs - Hiver
(Selon PHPP)
040
Source: écorce
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR VENTILATION
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
45
Exemple fil rouge
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
Système D Système D non régulé
Consommations dues à la ventilation [kWh/an]
Pertes par ventilation
Ventilateurs - Été
Ventilateurs - Hiver
040
Le débit de
dimensionnement est pulsé
en continu
Le débit varie selon un
horaire d’occupation
Source : écorce
NB : La consommation des ventilateurs est ici supposée varier linéairement en fonction du débit =
simplification favorable
STRATEGIE CH – MINIMISER LES PERTES PAR VENTILATION
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE
MINIMISER LES PERTES
MAXIMISER LES GAINS
Maximiser les apports solaires
Maximiser les apports internes ?
EN RESUME
46
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES47
23,6
6,1
5,3
16,0
10,3
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES
Le rayonnement solaire qui arrive sur une paroi est divisé en trois
partie :
N Le rayonnement diffusN Le rayonnement directN Le rayonnement réfléchi par le sol
48
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Le rayonnement solaire reçu par une surface varie en fonction :
N de la position du soleil
N de la couvertures nuageuse (ici à la surface de la terre pour unrayonnement perpendiculaire)
N de l’angle d’incidence
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES49
Source : EnergiePlus
Source : EnergiePlus
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Rayonnement solaire mensuelle moyen reçu par des parois orientées
aux points cardinaux à Uccle [W/m²] :
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES50
0
100
200
300
400
500
600
700
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Rayonnement total mensuel moyen par orientation [W/m²]
Nord
Sud
Est
Ouest
Horizontal
Source : Meteonorm
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES51
Equilibre apports/déperditions
Déperditions [kWh/an] = Sfenêtre [m²] x Uw [W/m²K] x Degré.Heures [kKh/an]
Apports [kWh/an] = FS [%] x Sfenêtre [m²] x FR [%] x Rayonnement global moyen
[kWh/m²an]
FS = Facteur solaire
Le facteur solaire facteur solaire d’une paroi est le rapport entre l’énergie due au rayonnement
solaire transmise et l’énergie reçue par la paroi.
FR = Facteur de réduction du rayonnement
= Ombrage x Facteur de salissure x Rayonnement incident non perpendiculaire x Clair de vitrage
= 75% x 95% x 85% x Clair de vitrage
Climat: B - Brussels IWEC 71.4
Orientation des
surfaces des
fenêtres
Rayonnement
global (points cardinaux)
OmbrageFacteur de
salissure
Rayonnement
incident non
perpendiculaire
Clair de
vitrage
Facteur
solaire
(valeur g)
Facteur de
réduction du
rayonnement
Surface des
fenêtres
Valeur U des
fenêtres
Surface
de
vitrage
Rayonnem
ent global
moyen
Déperditions
conductives
Apports
solaires
maximal: kWh/(m²a) 0.75 0.95 0.85 m 2 W/(m 2K) m 2 kWh/(m 2a) kWh/a kWh/a
nord 86 0.75 0.95 0.85 0.578 0.50 0.35 1.00 0.84 0.6 86 60 15
est 183 0.75 0.95 0.85 0.578 0.50 0.35 1.00 0.84 0.6 183 60 32
sud 349 0.75 0.95 0.85 0.578 0.50 0.35 1.00 0.84 0.6 349 60 61
ouest 188 0.75 0.95 0.85 0.578 0.50 0.35 1.00 0.84 0.6 188 60 33
horizontal 285 0.75 0.95 0.85 0.578 0.50 0.35 1.00 0.84 0.6 285 60 50
Somme ou moyenne sur toutes les fenêtres 0.50 0.35 5.00 0.84 2.9 301 191
>X X
=
X =
Stratégie :
<
>
>>
X
X =
Source : logiciel PHPP2007
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES52
objectif non contraignant
apports solaires ≥ déperditions
conductives
016 - 1
295
395
0
651
0
1342
117
699
0
386
0
1203
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Est Sud Ouest Nord Horizontal Total
Déperditions conductives Apports solaires
Equilibre apports/déperditions
[kWh/an] [kWh/an]
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Qualité du vitrage● Le Ug [W/m²K] influence uniquement les pertes conductives, un Ug plus petit implique
des pertes moindres
● Le facteur solaire [%] (valeur g, FS, SC) : fraction de l’énergie solaire incidente (chaleur)
qui passe au travers du vitrage (10-86 %)
● La transmission lumineuse [%] : fraction du rayonnement solaire visible (lumière) qui
passe au travers du vitrage (7-97 %)
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES53
Pourcentage
transmis
Pourcentage
absorbé rejeté
vers l’intérieur
+
Pourcentage absorbé
(rejeté vers
l’extérieur)
Pourcentage
réfléchi
Flux d’énergie
solaire
incident
Facteur
solaire
=
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES54
Source : EnergiePlus
Qualité du vitrageCertains vitrages ont un comportement différent à chaque longueur d’onde du spectre
solaire. Ce qui explique des valeurs différentes. Le vitrage est plus ou moins « sélectif »
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES55
Qualité du vitrage
Source : Cenergie
0
1
2
3
4
5
6
7
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TL (%)
FS (%)
Coefficient U (W/m²K)
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES56
Qualité du vitrage
Source : Cenergie
Coefficient U
(W/m²K) TL (%) FS (%)
Simple clair 5,8 90 86
Double clair 2,8 81 76
Double clair + basse emissivité 1,6 70 55
Double clair + absorbant 2,8 36 à 65 46 à 67
Double clair + réfléchissant 2,8 7 à 66 10 à 66
Double clair + basse emissivité et réflechissant 1,6 71 40
Double clair + basse emissivité + gaz isolant 1 à 1,3 70 55
Double clair + basse emissivité et reflechissant + gaz isolant 1 à 1,3 71 40
Triple clair 1,9 74 68
Triple clair + basse emissivité + gaz isolant 0,6 à 0,8 65 à 75 50 à 70
Triple clair + basse emissivité (int) + controle solaire (ext) gaz isolant 0,6 à 0,8 60 à 70 30 à 40
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
0
100
200
300
400
500
600
700
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Rayonnement total mensuel moyen par orientation [W/m²]
Nord
Sud
Est
Ouest
Horizontal
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES57
Orientation et surface de vitrage
Période de chauffe Période de chauffe
Source : Meteonorm
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS SOLAIRES58
Ombrage
Origine
● Morphologie du terrain (colline,…)
● Eléments proches du bâtiments (immeubles, arbres,…)
● « Auto-ombrage » créé par :
N Un balcon, un débordant de toitureN L’ébrasement autour des fenêtresN Des décrochements du bâtiment
● Lutte contre les surchauffes (fixe ou mobile)
Influence
● En période de chauffe, défavorable au passif
● En été, compromis ou ombrages mobiles
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE
MINIMISER LES PERTES
MAXIMISER LES GAINS
Maximiser les apports solaires
Maximiser les apports internes ?
EN RESUME
59
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS INTERNES60
23,6
6,1
5,3
16,0
10,3
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoins en énergie de chauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS INTERNES61
APPORTS INTERNES
Production de chaleur liée à
l’utilisation du bâtiment
Êtres
vivants
Eclairage
Bureautique
Machines
outils
Auxiliaires
80 à 100W
Source : écorce
1,5 à 5W/(m².100 lux)
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS INTERNES62
Apports internes = chauffage “gratuit”
A maximiser donc systématiquement ?
?
Exemples de consommations annuelles :
TV LCD 32’’ : 85 kWh/an
Machine à lessiver : 250 kWh/an
Ordinateur fixe de bureau : 150 kWh/an
Ordinateur portable : 40 kWh/an
Ecran ordinateur 22 ‘’ : 40 kWh/an
Imprimante laser : 400 kWh/an
Source : Sust-it.net
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES APPORTS INTERNES63
Non !
● Fausse économie (valeur par défaut imposée dans PHPP)
● Risque accru de surchauffes en été
● Si climatisation : on consomme 2X
● Invariable (donc en non adéquation avec les besoins)
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Exemple fil rouge - Ombrage
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES GAINS64
016-1
Obstacles environnants
Débordants
Ebrasements
Protection solaire temporaire
L
L
L
l
Ombrage asymétrique
Arbres
Séparations décoratives
J
J
J
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Exemple fil rouge - Ombrage
STRATEGIE CH – MAXIMISER LES GAINS65
016-1
Suppression de l’ombrage
Orientation OmbrageCalcul ombrage
selon PHPP
Influence sur les
apports solaires
[kWh/(m²an)]
Influence sur le
besoin
[kWh/(m²an)]
1 Sud (à rue)Bâtiment en face +
Ébrasement + claustras82 % + 1,38 (+ 20 %) - 0,7
2 Est (vers passage latéral)Mur d’enceinte +
Ébrasement + claustras27 % + 3 (+ 280 %) - 1,3
3 Nord (vers jardin)Mur d’enceinte + Balcon
+ Ébrasement58 % + 2,6 (+ 70 %) - 1
Source : A2MSource : bingmaps
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE
MINIMISER LES PERTES
MAXIMISER LES GAINS
EN RESUME
66
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE CH – EN RESUME67
Concevoir un bâtiment très performant
Stratégie en période de
chauffe
Minimiser les pertes
pertes par transmission
les pertes par ventilation
les pertes par infiltration
Maximiser les apports gratuits
Mettre à profit les apports
solaires
Maximiser les apports internes
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
TABLE DES MATIERES
DEFINITIONS
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE (CH)
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE (NCH)
SIMULATION DYNAMIQUE
PROCESSUS DE CONCEPTION
68
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Minimiser les apports…
… EVACUER ET REGULER LA CHALEUR
STRATEGIE NCH – OBJECTIF69
0,6
5,0
1,6
4,4
0,4
0
1
2
3
4
5
6
7
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoin en froid
Apports solaires
Apports internes
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Minimiser les apports de chaleur
● Gérer les apports solaires
● Minimiser les apports internes
● Minimiser l’introduction d’air chaud
Réguler et évacuer chaleur
● Ventilation intensive diurne ou nocturne, mécanique ou naturelle
● Inertie thermique du bâtiment
● Refroidissement par geocooling ou puits provençal
Refroidissement actif si les autres mesures s’avèrent insuffisantes
… GERER LES PERTES
STRATEGIE NCH – OBJECTIF70
Mesures
passives
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE
MINIMISER LES APPORTS
Gérer les apports solaires
Minimiser les apports internes
EVACUER ET REGULER LA CHALEUR
EN RESUME
71
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES72
0,6
5,0
1,6
4,4
0,4
0
1
2
3
4
5
6
7
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoin en froid
Apports solaires
Apports internes
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Les apports solaires peuvent être régulés en intervenant sur
● L’organisation des locaux (en fonction de leurs besoins respectifs)
● l’orientation et la taille des fenêtres
● le facteur solaire de l’ensemble vitrage + protection solaire
● l’ombre projetée sur la fenêtre (masque solaire)
tout en maintenant une transmission lumineuse suffisante (idéalement > 50
%)
Les outils permettant cette régulation sont :
N Les protections solaires mobiles extérieures (FS)N Les protections solaires fixes (masque) ( ! BNC en hiver ! )N Le vitrage solaire (FS) ( ! BNC en hiver ! )N Les protections solaires végétales (à feuilles caduques)
Les protections solaires intérieures sont peu adaptées car peu efficaces.
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES73
ENE06
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Orientation et surface de vitrage
0
100
200
300
400
500
600
700
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Rayonnement total mensuel moyen par orientation [W/m²]
Nord
Sud
Est
Ouest
Horizontal
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES74
Période de non chauffageSource : Meteonorm
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
032
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES75
Protections solaires fixes : exemples
009
016
017
023014
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES76
Protections solaires fixes : dimensionnement grâce au diagramme
solaire
L’objectif est d’obtenir un ombrage qui est présent lorsque c’est nécessaire
uniquement (heure, saison, orientation). En pratique, il y a toujours un compromis à
faire. Les protections fixes sont peu efficaces sur le rayonnement diffus
(prépondérant en Belgique)
Heure
Mois
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES77
Protections solaires fixes : dimensionnement grâce au diagramme
solaire
Profil d’ombre d’un écran horizontal
Source : Energieplus
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES78
Protections solaires fixes : dimensionnement grâce au diagramme
solaire
Profil d’ombre d’un écran vertical
Source : Energieplus
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES79
Protections solaires fixes : dimensionnement grâce au diagramme
solaire
Profil d’ombre d’écrans verticaux de type claustras
Source : Energieplus
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES80
Protections solaires fixes : dimensionnement grâce au diagramme
solaire
L'index du profil d'ombre doit être positionné sur la valeur de l'azimut
correspondant à l'orientation de la fenêtre.
Source : Energieplus
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES81
Protections solaires fixes : dimensionnement grâce au diagramme
solaire
Il ne faut pas oublier l’ombrage des bâtiments voisins…
Source : EnergiePlus
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Protections solaires fixes : dimensionnement grâce au diagramme
solaire
Un autre outil…
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES82
Source : http://susdesign.com/
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Protections solaires fixes : dimensionnement grâce au diagramme
solaire
Le PHPP permet également de simuler différents types d’ombrages fixes
N Peu adapté pour des ombrages un peu complexesN Ne permet pas de dimensionner finement car le résultat est une moyenne
Conception passive
C A L C U L D E S F A C T E U R S D ' O M B R A G E
Climat: Uccle
Projet: 2 logements sociaux (duplex) APP 1 OrientationSurface de
vitrage
Facteur de
réduction
Latitude: 50 ° m² rV
nord 9.34 100%
est 4.04 27%
sud 5.74 82%
ouest 0.00 100%
horizontal 0.00 100%
Quantité Description
Ecart par
rapport à
l'orientation
nord
Inclinaison par
rapport à
l'horizontale
OrientationLargeur du
vitrage
Hauteur du
vitrage
Surface de
vitrage
Hauteur de
l'objet qui crée
l'ombrage
Distance
horizontale
Profondeur
ébrasement
Distance entre le
bord du vitrage
et l'ebrasement
Profondeur du
débordant
Distance entre le
haut du bord du
vitrage et le
débordant
Facteur
d'ombrage
supplémentaire
Facteur de
réduction
ombrage
horizontal
Facteur de
réduction
ombrage
ébrasement
Facteur de
réduction
ombrage
débordant
Total facteur de
réduction
d'ombrage
Degré Degré m m m m m m m m % % % % %
bF hF AF hHori aHori üébrasement aébrasement ühaut ahaut rso rH rL rÜ rV
1 CH10-01 FIX 195 90 sud 0.85 1.46 1.2 3.05 12.27 0.33 0.046 88% 85% 100% 75%
1 CH10-02 105 90 est 0.80 1.95 1.6 2.97 3.00 0.33 0.046 43% 74% 100% 32%
1 CH10-03 15 90 nord 0.80 1.95 1.6 100% 100% 100% 100%
1 CH10-04 OUV 15 90 nord 0.65 1.95 1.3 100% 100% 100% 100%
1 CH10-04 FIX 15 90 nord 1.85 1.95 3.6 100% 100% 100% 100%
1 PORTE 105 90 est 0.92 1.82 1.7 5.48 2.95 0.33 0.046 26% 76% 100% 20%
1 CH11-05 195 90 sud 1.10 1.62 1.8 0.33 0.046 100% 88% 100% 88%
1 CH11-06 195 90 sud 1.10 1.62 1.8 0.33 0.046 100% 88% 100% 88%
1 CH11-07 105 90 est 0.50 1.62 0.8 2.70 3.10 0.33 0.046 47% 64% 100% 30%
1 CH11-08 FIX 15 90 nord 0.25 1.62 0.4 100% 100% 100% 100%
1 CH11-09 FIX 15 90 nord 0.25 1.62 0.4 100% 100% 100% 100%
1 CH10-01 OUV 195 90 sud 0.65 1.46 0.9 3.05 12.27 0.33 0.046 88% 82% 100% 72%
1 CH11-08 OUV 15 90 nord 0.65 1.62 1.0 100% 100% 100% 100%
1 CH11-09 OUV 15 90 nord 0.65 1.62 1.0 100% 100% 100% 100%
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES83
Source : PHPP2007
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES84
Protections solaires fixes : influence de la présence d’auvents sur les
apports solaires
PHPP - Uccle
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
nord sud ouest est
Sans protections solaires Avec auvent
En période de non chauffage En période de chauffe
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
nord sud ouest est
Sans protections solaires Avec auvent
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES85
Protections solaires mobiles
● Les stores vénitiens ou à lamelles
● Les stores enroulables
● Les auvents en toiles
● Les stores projetés à l’italienne
● Et bien d’autres
Source: Levolux & Schüco
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES86
Protections solaires mobiles : exemples
016
016
071
063
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES87
Protections solaires mobiles : exemples
014040
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES88
Protections solaires mobiles
Influence de la présence de protections solaires mobiles sur les gains solaires en
fonction de l’orientation (stores à lamelles, régulation sur l’ensoleillement)
Variable en fonction de la valeur et du choix des paramètres de la régulation
(température extérieure, ensoleillement,…)
Simulation TRNSYS - Uccle Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES89
Critères de choix
N L’efficacité en fonction de la saison et/ou de l’heure et del’orientation
N La finesse de régulationN L’influence sur la visibilitéN L’influence sur la transmission lumineuseN L’esthétiqueN La fiabilitéN Le coût
En pratique, en Belgique
N Au Sud : protections fixes ou mobilesN A l’Ouest et à l’Est : protections mobilesN Au Nord: rien= règle générale mais chaque cas est particulier !
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES90
Outils :
N http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.html : fournit le diagramme solaire en fonction des coordonnées géographiques
N http://susdesign.com/ : propose différents outils pour dimensionner différents types de protections solaires fixes (débordements,
lamelles, …)
N Sketch Up : permet de visualiser l’ombrage en fonction du tempsN http://sourceforge.net/projects/carnaval/ : logiciel fournissant le
masque solaire du terrain en fonction des coordonnées
géographiques
N D’autres programmes payants sont également adaptés
http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.htmlhttp://susdesign.com/http://sourceforge.net/projects/carnaval/
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – GÉRER LES APPORTS SOLAIRES91
+ -
Protection solaires
mobiles (écrans)
Modulable, peut être régulé pour s’adapter aux
besoins
Efficace pour toutes les orientations
Protection contre l’éblouissement
Grand choix d’indice de protection
FS et TL : 0,07 à 0,40
Coût élevé
Nécessite une régulation adaptée
Vue vers l’extérieur bouchée
Système dynamique pas nécessairement à l’abri
des défauts de fiabilité, durée de vie limitée
Transmission de lumière faible lorsque
abaissées
Protection contre le vent à prévoir (ouverture
automatique)
Entretien
Protection solaires
mobiles (lamelles)
Idem écran mais :
Bonne transmission de la lumière et bonne
visibilité vers l’extérieur
FS : 0,15 et TL : 0,50 (dépend de l’inclinaison et
du matériaux des lamelles)
Idem écrans, coût plus élevé
Protections solaires
fixes
Coût faible
Système statique donc très fiable
Pas d’entretien spécifique
Ne bouche pas la vue
Durée de vie importante
Variation de la protection en fonction de la
position du soleil, flexibilité limitée donc prive
d’une partie des apports solaires en hiver
Dimensionnement délicat
Surtout efficace au sud
Aucune protection contre le rayonnement diffus
Vitrage solaire
(sélectif ou non1)
Coût faible
Système statique donc très fiable
Pas d’entretien spécifique
Ne bouche pas la vue
Durée de vie importante
Efficace pour toutes les orientations
FS : 0,1 à 0,45 ou 0,17 à 0,43 (sélectif)
TL : 0,1 à 0,45 ou 0,30 à 0,7 (sélectif)
Efficacité invariable donc prive d’une partie des
apports solaires en hiver
Selon les cas, diminue la transmission lumineuse
toute l’année
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE
MINIMISER LES APPORTS
Gérer les apports solaires
Minimiser les apports internes
EVACUER ET REGULER LA CHALEUR
EN RESUME
92
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – MINIMISER LES APPORTS INTERNES93
0,6
5,0
1,6
4,4
0,4
0
1
2
3
4
5
6
7
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoin en froid
Apports solaires
Apports internes
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – MINIMISER LES APPORTS INTERNES94
Apports internes
N Occupation
N EclairageN Equipements
Le concepteur a généralement peu de prises sur ces différents choix. Il lui
revient cependant de sensibiliser l’utilisateur sur les conséquences
Les apports internes apparaissent dans le calcul des BNC et dans le
calcul de la CEP (critère pour le tertiaire mais pas pour le résidentiel)
ENE06
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – MINIMISER LES APPORTS INTERNES95
Apports internes
N Occupation
N EclairageN Equipements
Les mesures à prendre sont les suivantes
N Conception intelligente :• optimisation de l’éclairage naturel
• disposition et régulation de l’éclairage artificiel
• disposition des charges importantes
N Matériel performant
• Rendement du système d’éclairage: minimum 65%
• Puissance du système d’éclairage < 2,5W/(m².100lux) (LED :1,5 W/(m².100lux))
N Usage rationnel : en fonction de la régulation en place
ENE06
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE
MINIMISER LES APPORTS
EVACUER ET REGULER LA CHALEUR
Intervenir sur les pertes par ventilation
Utiliser l’inertie du bâtiment
Rafraichissement passif
Refroidissement actif
EN RESUME
96
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION
N Limiter l’introduction d’air chaudN Ventilation intensive
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION97
0,6
5,0
1,6
4,4
0,4
0
1
2
3
4
5
6
7
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoin en froid
Apports solaires
Apports internes
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION98
Minimiser l’introduction d’air chaud
Si l’air extérieur est plus frais que l’air intérieur, il convient de by-
passer l’échangeur de chaleur
Si l’air extérieur est plus chaud que l’air intérieur, l’introduction d’air
chaud extérieur est à éviter, pour se faire, il convient :
N De limiter le débit de ventilation au débit strictement nécessaire pourles besoins hygiéniques
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION99
Ventilation intensive ventilation hygiénique
● remplacer l’air chaud intérieur par de l’air plus frais extérieur
● décharger la masse thermique du bâtiment (mesure d’autant plus
efficace que la masse thermique du bâtiment est importante)
La ventilation intensive permet un rafraichissement du bâtiment d’une
puissance limitée mais souvent suffisante en hiver ou en moyenne saison :
T = différence de température entre la température d’extraction et la température de
pulsion de l’air du local
Puissance de rafraichissement [W]
=
0,34 x Débit x T
[W/(m³/h).K] [m³/h] [°K]
ENE07
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION100
Ventilation intensive : potentiel en moyenne saison (fin avril)
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
22,0
2856 2880 2904 2928 2952 2976 3000 3024 3048 3072
8,2 °C
2,8 °C
Exemple (par rapport à 20 °C) :
• De jour (4°C) : 1,36 W/(m³/h)
• De nuit (8°C) : 2,72 W/(m³/h)
En fonction de la charge (W/m²) et du T, on peut évaluer les débits nécessaires en journée
Source : écorce
4 °C8 °C
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION101
Ventilation intensive : potentiel en pleine saison (mi-aout)
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
22,0
24,0
26,0
28,0
30,0
5448 5472 5496 5520 5544 5568 5592 5616 5640 5664
8,5 °C
14,5 °C
Exemple (par rapport à 25 °C) :
• De jour : T
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION102
Ventilation intensive : comment l’assurer ?
La ventilation intensive peut être assurée de trois manières différents
● Ventilation mécanique par le réseau de ventilation existant1
● Ventilation naturelle par des ouvertures prévues à cet effet
● Ventilation hybride combinant un ventilation naturelle et une
ventilation mécanique ou une ventilation naturelle “mécaniquement
assistée” lorsque les débits ne sont pas suffisants
1 Il faut alors « by-passer » l’échangeur
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION103
Ventilation intensive : comment l’assurer ?
Ventilation hybride : parfois sophistiqué
Source : HybVent – Ecole Tanga – SuèdeSource : Energieplus
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION104
Ventilation intensive : comment l’assurer ?
Critères de choix :
● La maitrise des débits ventilés
● La possibilité de maitriser la température de pulsion
● La possibilité de filtrer l’air introduit
● L’acoustique
● Le coût
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION105
Ventilation intensive : comment l’assurer ?
+ -
Ventilation mécanique
Débit assuré
Possibilité de filtration de l’air
extérieur
Maitrise partielle de la
température de pulsion
Consommation des groupes de
ventilation
Surcout lorsqu’il faut
surdimenssionner le groupe et les
gaines
Ventilation naturelle Consommation nulle
Débit inconnu
Généralement pas de possibilité
de filtration de l’air extérieur
Généralement pas de maitrise de
la température de pulsion
Eventuels problèmes acoustiques
Risques éventuels d’effraction
Ventilation hybrideConsommation très faible
Débits assurés
Généralement pas de possibilité
de filtration de l’air extérieur
Généralement pas de maitrise de
la température de pulsion
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION106
Ventilation intensive : exemples
014
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION107
Ventilation intensive : exemples
014
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION108
Outils
● Projet de recherche NatVent, sur la ventilation naturelle :
http://projects.bre.co.uk/natvent/ (documentation et différents petits
logiciels sur le potentiel de nightcooling)
● Projet de recherche HybVent sur la ventilation hybride :
http://hybvent.civil.auc.dk/ (documentation et cas pratiques)
● http://app.bruxellesenvironnement.be/alter_clim/ estimation du
confort dans le tertiaire pour différents systèmes de refroidissement
passif
http://projects.bre.co.uk/natvent/http://hybvent.civil.auc.dk/http://app.bruxellesenvironnement.be/alter_clim/
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – INTERVENIR SUR LES PERTES PAR VENTILATION109
Outils
Source : NatVent et Energie Plus
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE
MINIMISER LES APPORTS
EVACUER ET REGULER LA CHALEUR
Intervenir sur les pertes par ventilation
Utiliser l’inertie du bâtiment
Rafraichissement passif
Refroidissement actif
EN RESUME
110
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – UTILISER L’INERTIE DU BÂTIMENT 111
Régulation de la chaleur grâce à l’inertie du bâtiment
Définition : L’inertie thermique peut être définie comme la
capacité d’un matériau à accumuler de la chaleur, puis à la
restituer.
L’inertie permet donc :
N d’écrêter les pics de température de jour, comme denuit ;
N d’offrir un déphasage dans la restitution de la chaleurou du froid stocké dans les parois.
L’inertie dépend :
N de la chaleur spécifique (capacité thermique massique)des matériaux mis en œuvre [J/(kg.K)]
N de la masse cumulée de ces matériaux [kg]N de l’accessibilité de cette masse thermique
Elle s’exprime généralement en J/K (SI) ou en Wh/K
PHPP, on parle de capacité thermique surfacique [Wh/K par
m² de surface de référence énergétique – feuille été, cellule
C8]
ENE05
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – UTILISER L’INERTIE DU BÂTIMENT 112
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – UTILISER L’INERTIE DU BÂTIMENT 113
Régulation de la chaleur grâce à l’inertie du bâtiment
Pour affiner le comportement thermique, d’autres concepts sont importants
comme
N l’effusivité (sensation de chaud ou de froid d’une paroi)N la diffusivité (vitesse de l’information thermique dans une paroi) et ledéphasage, qui en découle
Les parois ont un rôle différent
N Le sol et parfois les murs absorbentles rayons solaires incidents
N Les autres parois contribuent àl’inertie générale et à l’efficacité de la
ventilation nocturne
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – UTILISER L’INERTIE DU BÂTIMENT 114
Régulation de la chaleur grâce à l’inertie du bâtiment
Comment profiter de l’inertie ?
Si le bâtiment est massif, éviter l’isolation intérieure et tout ce qui
empêche l’accès à la masse thermique.
Si la structure du bâtiment est légère
N Privilégier une isolation offrant une capacité calorifique importante(cellulose, bois,…)
N Privilégier des planchers et des cloisons intérieures lourdes ou auminimum prévoir de couvrir ces parois d’une couche massive (argile,
double plaque de gypse-cellulose, chape en béton,…)
Dans tous les cas, il est important de faciliter l’accès à la masse
thermique en évitant les finitions isolantes ou les faux-
plafonds/planchers. Il existe par ailleurs des faux-plafonds interrompus
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – UTILISER L’INERTIE DU BÂTIMENT 115
Régulation de la chaleur grâce à l’inertie du bâtiment : exemple
014
Accessibilité à la masse
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE
MINIMISER LES APPORTS
EVACUER ET REGULER LA CHALEUR
Intervenir sur les pertes par ventilation
Utiliser l’inertie du bâtiment
Rafraichissement passif
Refroidissement actif
EN RESUME
116
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
Source : ENE07
STRATEGIE NCH – RAFRAICHISSEMENT PASSIF117
Outre la ventilation intensive, on peut ajouter :
N Le geocooling : de l’eau circule dans le sol (sondes horizontales ouverticales) et se refroidit au contact de celui-ci, l’eau ainsi refroidie
peut rafraichir le bâtiment soit via l’air introduit par la ventilation
soit par un système de plafond froid ou de dalle active
N Le puits canadien/provençal : dans ce cas, l’air introduit dans lebâtiment passe d’abord dans un tuyaux enterré à faible profondeur
dans le sol, l’air est ainsi refroidi
ENE07
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE
MINIMISER LES APPORTS
EVACUER ET REGULER LA CHALEUR
Intervenir sur les pertes par ventilation
Utiliser l’inertie du bâtiment
Rafraichissement passif
Refroidissement actif
EN RESUME
118
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – REFROIDISSEMENT ACTIF119
0,6
5,0
1,6
4,4
0,4
0
1
2
3
4
5
6
7
Déperditions
(kWh/m²an)
Apports
(kWh/m²an)
Besoin en froid
Apports solaires
Apports internes
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Source : écorce
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – REFROIDISSEMENT ACTIF120
Refroidissement actif parfois inévitable
● Charges internes trop élevées
● Exigence de climat intérieur spécifique
● Mesures passives difficiles à mettre en oeuvre
● …
Importance de minimiser le besoin de froid au préalable
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE
MINIMISER LES APPORTS
EVACUER ET REGULER LA CHALEUR
EN RESUME
121
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
STRATEGIE NCH – EN RESUME122
Concevoir un bâtiment très performant
Stratégie en période de non
chauffage
Minimiser les apports de
chaleurs
les apports solaires
les apports internes
l’introduction d’air chaud
Evacuer et réguler la chaleur
Recourir à la surventilation
Tirer parti de l’inertie du bâtiment
Profiter de la fraicheur du sol
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
TABLE DES MATIERES
DEFINITIONS
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE (CH)
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE (NCH)
SIMULATION DYNAMIQUE
PROCESSUS DE CONCEPTION
123
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
SIMULATION DYNAMIQUE124
Qu’est-ce qu’une simulation thermique dynamique ?
Simulation à pas de temps très court (typiquement 1h) d’un bâtiment dans
des conditions aussi réalistes que possible.
A quoi ca sert ?
● A réaliser le bilan thermique annuel (ou par saison)
● A estimer le confort dans chaque zone (température, humidité)
Optimiser l’enveloppe
Optimiser la gestion/régulation des systèmes
Dimensionner les systèmes
Optimiser/valider les mesures de gestion passive des
surchauffes
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
SIMULATION DYNAMIQUE125
Intérêt par rapport à du statique (PHPP ou PEB)
● Les données et résultats ne sont pas lissés (spatialement ou
temporellement)
● Permet de s’approcher des conditions d’utilisation réelles ≠ calcul
standardisé/réglementaire
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
SIMULATION DYNAMIQUE126
Points d’attention
● La simulation est réalisée par zone ; la définition de celles-ci doit
permettre un encodage et une exploitation des résultats aussi précis que
nécessaire
● Un grand nombre de données et d’hypothèses doivent être encodées.
La définition de celles-ci est souvent délicate et doit se faire en ayant à
l’esprit les résultats escomptés (par exemple : analyse du bilan ou du
confort ?). Questions à se poser :
N Quel est l’impact de telle ou telle approximation sur les résultats ?N Les hypothèses ne sont-elles pas trop défavorables ?N Les résultats sont-ils représentatifs ?
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
SIMULATION DYNAMIQUE127
Simulation
Entrées Sorties(heure par heure ou intégrées)
Climat (heure par heure) Confort
Bâtiment Température et humidité
Composition des parois extérieures et intérieures Confort
Caractéristiques des matériaux (lambda, capacité calorifique,
facteur solaire,…)
Puissance & Consommations
Orientation Chauffage
Protections solaires et régulation Refroidissement
Utilisation (heure par heure) Apports internes et solaires
Occupation & Niveau d’activité Volume d’air ventilé
Ventilation mécanique et naturelle : débits, température et
régulation
…
Charges internes : puissance et production de vapeur d’eau
Eclairage : puissance et régulation
Consigne (heure par heure)
Consigne de température et/ou d’humidité relative
…
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
TABLE DES MATIERES
DEFINITIONS
STRATEGIE EN PERIODE DE CHAUFFE (CH)
STRATEGIE EN PERIODE DE NON CHAUFFAGE (NCH)
SIMULATION DYNAMIQUE
PROCESSUS DE CONCEPTION
128
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
PROCESSUS DE CONCEPTION129
● Esquisse :
N concevoir l’esquisse en gardant à l’esprit les grands principes vujusqu’à présent
N utiliser les ordres de grandeurs proposés pour définir en premièreapproche la performance des parois
E AP P S CH R EX
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
PROCESSUS DE CONCEPTION130
● Avant projet :N Introduire le bâtiment tel que dessiné sur les plans d’avant projet dans le
PHPP sans nécessairement se préoccuper des ponts thermiques et de
l’ombrage, préférer des valeurs par défaut plutôt défavorables (mais pas
trop) quand la donnée n’est pas connue (rendement récupérateur de
chaleur, Ug,…)
N Vérifier quelques valeurs spécifiques permettant de déterminer la présenced’erreurs éventuelles dans le calcul
N Vérifier si le critère est atteint au niveau du besoin en énergie dechauffage
E AP P S CH R EX
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
PROCESSUS DE CONCEPTION131
● Avant projet :
Si OUI :
Vérifier que la marge est suffisante pour faire face aux aléas futurs
E AP P S CH R EX
-
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
PROCESSUS DE CONCEPTION132
● Avant projet :
Si NON :
1. Vérifier les différents paramètres permettant de juger de
la qualité du projet pour cibler le problème :
• La compacité
• L’équilibre apport/gains solaires
• Le U moyen
• Le bilan du bâtiment
• …
2. Optimiser
E AP P S CH R EX
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - printemps 2016
PROCESSUS DE CONCEPTION133
● Projet : en fonction des modifications « passives » apportées au projet
et après mise à jour des plans, préciser autant que possible le calcul
PHPP :
N Mettre à jour le métré (surfaces de déperdition et surface deréférence énergétique)
N Remplir la feuille sol si nécessaireN Insérer l’ombrageN Intégrer les ponts thermiquesN Préciser autant que possible les valeurs techniques (lambda des
matériaux, rendement de l’échangeur, caractéristiques des
châssis et du vitrage,…) si celles-ci ne sont pas définies, maintenir
des valeurs par défaut
N …
E AP P S CH R EX
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PROCESSUS DE CONCEPTION134
● Exécution et version as built pour certification :
N Mettre à jour en fonction des évolutions du projet et changements encours de chantier
N Rassembler tous les documents nécessaires à la certification(ATG,…)
E AP P S CH R EX
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CE QU’IL FAUT RETENIR DE L’EXPOSE
● Une conception « intelligente » permet de faciliter l’atteinte d’une
très bonne performance et de limiter les couts.
● La logique de conception est simple mais les cas concrets peuvent
être complexes : il convient de définir le bon équilibre entre
stratégie hiver et stratégie été.
● Le passif est une donnée supplémentaire mais n’est pas un frein à
l’architecture. Les compromis sont possibles !
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OUTILS ET REFERENCES
● Outils, sites internet, etc… intéressants :N Logiciel PHPP (Passivhaus Projektierungs Paket) : permet de simuler le
bâtiment et de vérifier les critères du standard passif (fichier excel et
mode d’emploi)
N Vade-mecum : à utiliser en Belgique, en lien avec le logiciel PHPP (disponible sur le site internet : http://www.maisonpassive.be/ >
Ressources > Nos publications en ligne)
N Quelles fenêtres pour ma maison passive ? : document édité par la PMP (disponible sur le site internet : http://www.maisonpassive.be/ >
Ressources > Nos publications en ligne)
N Quelle ventilation pour ma maison passive ? : document édité par la PMP (disponible sur le site internet : http://www.maisonpassive.be/ >
Ressources > Nos publications en ligne)
N Connectools PMP : à utiliser en lien avec le logiciel PHPP (http://pmp-connectools.be/)
N Site du Passivhaus Institut : propose les liens et les certificats des produitscertifiés passifs (http://www.passiv.de/)
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http://www.maisonpassive.be/http://www.maisonpassive.be/http://www.maisonpassive.be/http://pmp-connectools.be/http://www.passiv.de/
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OUTILS ET REFERENCES
N SunChartProgram : fournit le diagramme solaire en fonction des coordonnées géographiques
(http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.html)
N Sundesign : propose différents outils pour dimensionner différents types de protections solaires fixes (débordements, lamelles, …)
(http://susdesign.com/)
N Sketch Up : permet de visualiser l’ombrage en fonction du tempsN Carnaval : logiciel fournissant le masque solaire du terrain en fonction
des coordonnées géographiques
(http://sourceforge.net/projects/carnaval/)
N Projet de recherche NatVent sur la ventilation naturelle : documentation et différents petits logiciels sur le potentiel de nightcooling
(http://projects.bre.co.uk/natvent/)
N Projet de recherche HybVent sur la ventilation hybride : documentation et cas pratiques (http://hybvent.civil.auc.dk/)
N Outil Alterclim : estimation du confort dans le tertiaire pour différents systèmes de refroidissement passif
(http://app.bruxellesenvironnement.be/alter_clim/)
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http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.htmlhttp://projects.bre.co.uk/natvent/http://hybvent.civil.auc.dk/http://app.bruxellesenvironnement.be/alter_clim/
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OUTILS ET REFERENCES
● Guide Bâtiment durable http://www.guidebatimentdurable.brussels
● Fiches : • ENE03 – ENE04 – ENE06
• ENE07
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http://www.guidebatimentdurable.brussels/
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CONTACT139
Didier DARIMONT
Responsable Projet bâtiment et industrie durable
: 081/250.480
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