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16 mars 2006 | Les Rendez-vous du CSTB | PAGE 1

Les Rendez-vous du CSTB

Les nouvelles règles Th C-EJean-Robert MILLET

CSTB


De 2000 à 2005

Que calcule-t-on ?Quelles consommations ?Quelle méthode(s)Les nouveautésLes changementsLes sortiesLes solutions techniques


Que calcule-t-on ?

En 2000 : kWhep (énergie primaire) Tic (température d'été) par bâtiment

En 2005 : kWhep/m2 par bâtimentTic par zone d'usage

Pourquoi par m2 ?Aller vers un indice simple de performancesPermettre aux concepteurs d’acquérir des réflexesFaciliter les comparaisons entre bâtimentsRapprocher RT2005 et affichage des consommations


Quelles consommations ?

2005ChauffageRefroidissementVentilationECSÉclairage

2000ChauffageVentilationECSÉclairage en non résidentiel


Quelques objectifs de base

Valoriser l'architecture bioclimatique

Intégrer les consommations de climatisation

Valoriser les énergies renouvelables


Valoriser les architecture bioclimatiques

En consommations d'énergieUtiliser la description des fenêtre déjà faite en confort d’été pour valoriser les apports solairesValoriser l’inertie thermique et l'éclairage naturel

En confort d'étéValoriser la ventilation naturelle d'été et les protections solaires efficaces et l'inertie thermique



Deux principes : ne compléter ou modifier les entrées ThC que si l'impact le justifieLes simplifier si c'est possible

Impact fort des apports solairesValoriser les protections efficaces (y compris mobiles) Calculer les apports selon l'orientation

Impact fort de l'éclairageValoriser les systèmes efficaces et bien gérésIntégrer les apports dans le bilan énergétique



Les systèmes : valoriser les points essentiels

Émission efficaceDistribution à faible pertes thermiquesAuxiliaires (pompes, ventilateurs) à faible consommation et bien gérésGénérateurs efficace en moyenne annuelleRécupération de chaleur entre le chaud et le froid


Valoriser les énergies renouvelables

Solaire thermiqueECSChauffage

Solaire photovoltaïque


Quelles méthodes de calcul ?

2000 : deux méthodes, sans refroidissement

ThC 2000 Th E 2000

ThC 2004

2000 : deux méthodes, sans refroidissement


Quelles méthodes de calcul ?

2005 : une méthode, avec refroidissement

ThC 2000 Th E 2000

ThC 2004 Thclim 2004

Th C/E 2005


Pourquoi une méthode horaire ?

Unification des méthodes

Facilité et robustesse d'intégration de systèmes de gestion efficace

Protections solaire mobiles , surventilation nocturne ,…

Mêmes entrées qu'une méthode mensuelle

mensuel horairechaud facile facilefroid difficile faciletransferts entre locaux très difficile facileconfort d'été très difficile facile


Vérification de la méthode Th C-E

Partie ELa norme 13792 définit 3 classes de précisions A,B,C

classée Aécart de moins de 1K sur les températures

Partie CLe projet de norme 15265 définit 3 classes de précision A,B,Cclassée A

écart de moins de 5% sur les besoins


Vérification de la partie C de la méthode Th C-E

Écart des consommations à la valeur cible pour différent cas type

-5.0-4.0-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.05.0

ThCE Clim2000 EPBDhourly

TRNSYSIDMEC

ESPIDMEC

HAUSERKST

CAPSOL

écar

t en

%


Th C-E 2005 : quelques principes

Un jeu unifié de données d'entrée quelle que soit l'application

Consommations et confort d'été

Une structure simplifiée :Bâtiment

Zone (usage : bureau, habitat…)

Groupe (panachage possible de tous les systèmes)

L'éclairage influe sur les besoins de chaud et de froid


Processus d’élaboration

Règles papierIssues des travaux de groupes spécialisésDiscutées en Comité scientifique

Outil informatique :Groupe utilisateurs

– Besoins (chaud,froid,ECS, éclairage) 2003– Intermittence, émission : 2004– distribution, génération : 2005

Groupe éditeurs de logicielsPour préparer les outils diffusés


Les nouveautés pour l’enveloppe

Apports solairesPar les parois opaques (dont toitures végétalisées)

Protection par l'environnement végétal

Par les serres

Protection solaires mobilesImpact sur les consommations d'énergie, le confort d'été et l'éclairage

Ventilation nocturne d'été par ouverture de baies en non résidentiel

Pour tous les cas : valeurs par défaut disponibles


Les nouveautés pour les systèmes

Solaire thermique (2004)

Solaire photovoltaïque

Systèmes de refroidissementDécentralisés

Centralisés à eau ou fluide frigorigène

Centralisés à air

Surventilation nocturne mécanique


Systèmes de refroidissement

Démarche méthodologique analogue au

chauffage :

Émission : variation spatio temporelle

Distribution : pertes des réseaux

Génération : efficacité et COP moyen annuel

Valeurs nominales corrigées des effets non nominaux et de

charge partielle


Les nouvelles zones climatiques pour le C

8 zones climatiquesMeilleure évaluation du CLes variations géographiques sont différentes en été et en hiverLes années type ont étérecalées pour respecter les moyennes climatiques


Correction d’altitude

Pour l’ensemble des zones, les valeurs de référence correspondent au niveau de la mer (altitude 0). La prise en compte de l’altitude, z, est effectuée par une diminution de la température extérieure, égale à :

altitude Correction

Inférieure ou égale à 400 m 0 °CSupérieure à 400m et inférieure ou

égale à 800 m -2°C

Supérieure à 800 m -4°C


Autres évolutions

Valeurs réelles pour :

Les baies : orientation, facteur solaire

L'inertie

Valorisation possible des réseaux de ventilation

étanches sans mesure in situ

Valorisation possible de l'étanchéité du bâti sans

mesure in situ par une démarche qualité

Simplification des réseaux de distribution

Recalage du calcul des chaudières bois


Le type d’usages

Établissements sanitaires avec hébergementLogements (bâtiments d’habitation)Hôtellerie et autres hébergementsLocaux où il n’est pas possible pour des raisons de conservation des objetsentreposés de laisser dériver sensiblement la températureÉtablissement sanitaire sans hébergementEnseignementBureauxSalles de spectacle, de conférenceCommercesRestauration plusieurs repas par jourLocaux non compris dans une autre catégorieÉtablissements sportifsStockageIndustrieTransportRestauration un repas par jour


Scénarios par usages

Horaires d'occupation

Températures de consigne

Horaires Heures par jour Jours par semaineLongs 16 (de 0h à 10h et de 18h à 24h) 5 (lundi au vendredi)

24h Samedi et dimancheMoyens 10 (8h à 18 h) 5 (lundi au vendredi)Courts 5 (9h à 14 h) 5 (lundi au vendredi)

Niveau de température

Occupation Réduction de chauffage de moins de 48h

Réduction de chauffage de plus de 48h

Élevé 21°C 18°C 7°CMoyen 19°C 16°C 7°CRéduit 15°C 7°C 7°C


Définition de la période de chauffage et de refroidissement

Zone 1

Zone 2

Bâtiment


Ventilation

On distingue 4 types de systèmes :1) ventilation mécanique,2) ventilation naturelle par conduits,3) ventilation hybride,4) aération par ouverture des fenêtres

Perméabilité. Usage Perméabilité par défaut (en

m3/(h.m2))Bâtiment justifié dans le cadre de la démarche de qualité de l'étanchéité à l'air

Logement individuel 1,3 0,8

Logement collectif, bureaux, hôtels, restauration, enseignement, petits

1,7 1,2

Autres usages 3,0 2,5


Emission de chauffage et de froid

Efficacité de l'émetteur (écart au point de consigne) en chaud

Efficacité de la régulation suivant le même principeDémarche analogue pour le refroidissement

Classes de variation spatiale en chaud

CA Plancher chauffant0 0 0 0

Soufflage d'air chaud avec reprise < 3m du solÉmetteurs avec brassage en position basse

Émetteurs rayonnantsÉmetteurs basse température

Plafonds rayonnantsCassettes et tubes à plus de 4m du sol

C Autres émetteurs0,4 1,2 2,0 2,8

locaux de plus de 8 m sous

plafond

B

0,2 0,8 1,2 1,6

Émetteur locaux de moins de 4 m sous

plafond

locaux de 4 à 6 m sous plafond

locaux de 6 à 8 m sous plafond


Distribution de chauffage et de froid

Les pertes de distribution dépendent :• de la longueur du réseau,• des déperditions linéiques,• de l'écart température de distribution utile entre le réseau et l'ambiance

Exemple de longueurs de réseau / surface utileAres Ares

en résidentiel en locaux autresBitube 1 0.4Centralisé 0.6 0.24Monotube 0.8 0.32Plancher Chauffant 0.2 0.08

Type de réseau de distribution


Générateur de chaleur et de froid

Générateurs à combustibleGaz, Fioul, boisDémarche proche de la RT2000

Réseaux de chaleurEfficacité de la station d'échange

Générateurs thermodynamiquesCOP et Efficacité à pleine charge en conditions nominalesCorrigé par les effets de charge partielle et de conditions non nominales


Eau chaude sanitaire

Besoins thermiques fonctions debesoins volumique,de la température d'arrivé d'eau (température d'usage = 40 °C)

Besoins volumiques :Résidentiel : fonction de la surface du logementNon résidentiel

Hébergement : nombre de litsHôtels : nombre de chambresRestauration : nombre de repasAutres : négligé 0

500

1000

1500

2000

0 50 100 150 200surface du logement en m2

l/semainel/(semaine.m2) *100


Eclairage

Les consommations dépendent :En non résidentiel

des capacités en éclairement naturelde la puissance installéedu mode de gestion

En résidentielLe système d'éclairage est conventionnelLes logements bénéficiant d'un bon éclairage naturel sont valorisés

Les consommations sont prises en compte pour les besoins de chaleur et de froid


Les sorties réglementaires

De baseC, exprimé en kWhep / m2 Tic : température atteint un jour chaud d'été

D'aide à la compréhension Déperditions statiquesDébits de ventilation

En occupation et inoccupationDébit spécifique dû à la perméabilité

Consommations par énergie et par posteChaud, froid,ventilation, ECS, éclairage

Étude de sensibilité aux principaux paramètres


Calcul du coefficient C

Cep = Cch Cep-ch + Cfr Cep-fr +Cecs Cep-ecs + CeclCep-ecl +Cvent Cep-vent + Caux Cep-aux – Epv Cep-pvAvec (en kWh/m2 d'énergie finale):

Cch chauffage Cfr refroidissement Cecl éclairage, Cecs eau chaude sanitaire,,Cvent ventilateurs ,Caux autres auxiliaires de distribution et génération, Epv représente la fourniture d'énergie photovoltaïque,,

Cep.ch, Cep.fr, Cep.ecs, Cep.ecl, Cep.vent Cep.aux Cep-pv sont les coefficients de transformation en énergie primaire (2,58 pour l'électricité, 1 pour les autres énergies).


Exemple de résultats

0

50

100

150

200

250

maisonélec H1

maisonélec H3

collectifgaz H1

collectifgaz H3

bureauPAC H1

bureauPAC H3

kWH

ep/(m

2.an

)

auxoliaires

ventilation

éclairage

refroidissement

ECS

chauffage


Les évolutions ultérieures

Meilleure prise en compte des systèmes

thermodynamiques

Puits canadiens

Protections solaires


Les solutions techniques

Permettent le respect de la réglementation sans calcul en particulier à l'initiative des professionnels

Travaux en coursSolutions techniques maisons individuelles

Analogues à celles de la RT 2000

Solutions techniques confort d'étéPermettront le respect réglementaire sans calcul en termes d'exigence de protection solaire requiseMode d'utilisation analogue à l'exigence réglementaire de la RT2000

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