Les couplages de solutions et l’évaluation des performances
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– solutions couplées et performances
L’approche globale énergétique
• Rappel des formules de base :
Avec Pertes W/K : transmission :
U * S * tau (S ext yc P Th)
Rair 0,34 * Dm3/h
Conso. CHAUFFAGE [kWhef/an] = (Pertes [W/K] x 24 x DJ) - Apports Gratuits
1000 x Rendement Production moyen annuel
Conso. ECS [kWhef/an] = (Besoins [l] x 1.163 x (Temp. ECS [K] – Temp. EF [K])
1000 x Rendement Production moyen annuel
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L’approche globale énergétique
• Lorsque tous ces éléments sont modélisés, il est possible de revenir sur chaque poste et
évaluer les gains générés
Economie [kWh/an] = Conso. AVANT [kWh/an] – Conso. APRES [kWh/an]
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Démarche générale
Chauffage consommation
Parois U w/m
2
K X Tau
R t = Rsi + Rse + R (=e/ l
) U = 1/Rtotale
Ponts thermiques intégré côtes ext y
W/m K par type
R air débit m
3
/h X 0,34
X S m
2
ext
X L m
= W/K
U bât W/m
2 surf dep.K
= W/K
G déper totale en
W/m
3
K
Besoins bruts déperd(W/K)*HK : kWh/an
W/K
Projection saison de chauffe nb jours cumuls
écarts T degré jours
DJ
*24/1000
= HK coeff régul corrigé selon
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Démarche générale
Besoins nets
Conso
Conso annuelle besoins bruts déduire apports occ apports solaires intégrer rendements
= BB – apports / h
global besoins nets kWh/an générateur distr régul
émission rendement global h
* h
* h
* h kWhef/an kWep/an kg CO
2
/an
€/an
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Démarche générale consommation ecs nb pers besoins = générateur distr régul stockage conso x débit jour
1,16 Wh rendement global h*h*h*h besoins/ h
global
X jours/an
X litres/an kWhef/an kWep/an kg CO
2
/an
€/an litres/an
X (Tecs – Tef)
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Démarche générale démarche Orebat
6
7
4
5
1
2
3
8
9
10 saisie données générales surfaces bâti
R air chauffage préciser les U préciser les h préciser les tau ecs recommandations rapport
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Local
Bâtiment adjacent non chauffé
Bâtiment adjacent chauffé
Local ouvert sur l'extérieur
Parking peu enterré : plafond isolé
Parking peu enterré : plafond non isolé
Parking enterré : plafond isolé
Parking enterré : plafond non isolé
Sous-sol peu enterré : plafond isolé
Sous-sol peu enterré : plafond non isolé
Sous-sol enterré : plafond isolé
Sous-sol enterré : plafond non isolé
Vide sanitaire ventilé : plancher isolé
Vide sanitaire ventilé : plancher non isolé
Vide sanitaire non ventilé : plancher isolé
Vide sanitaire non ventilé : plancher non isolé
Comble fortement ventilé
Comble peu ventilé : plancher isolé
Comble peu ventilé : plancher non isolé
Comble non ventilé : plancher isolé
Comble non ventilé : plancher non isolé
Circulation commune avec 1 façade extérieure
Circulation commune en position centrale
Tau : valeurs courantes
TAU
0,90
0,00
1,00
0,80
0,60
0,70
0,45
0,75
0,55
0,60
0,35
0,75
0,55
0,50
0,30
1,00
0,95
0,85
0,95
0,80
0,30
0,00
TD sur cas d’école
•
Préalable :
Définir les postes déperditifs
Repérer et nommer les postes concernés
Être exhaustif
Pas de doublons
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•
Pavillon
Etude de cas réel
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– solutions couplées et performances
Etude de cas réel
•
Pavillon
Le bâtiment date de 1976. Il est situé à 103m d’altitude,
en région parisienne (91).
Composition des parois
Murs extérieurs : Parpaings creux 20 cm + lame d'air 3 cm + 40 mm polystyrène + plaque de plâtre.
Murs extérieurs intérieurs encuvements et plancher bas étage : Laine de roche 100 mm + plaque de plâtre.
Murs RC sur garage : Plaque de plâtre + 60 mm polystyrène + plaque de plâtre.
Plafond droit sous combles perdus : 100 mm de laine de verre + plaque de plâtre.
Rampants : 200 mm de laine de verre + plaque de plâtre. Toit pente imprécise
Planchers bas : hourdis creux en béton sur sous-sol .
Fenêtres et portes fenêtres : double vitrage 4/12/4 avec lame d'air, sur encadrement PVC (volets pleins en bois). Velux de toiture : double vitrage sur encadrement bois. 2 fenêtres : simple vitrage.
Portes : Porte bois isolée sur l'extérieur. Porte bois non isolée sur garage.
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Etude de cas réel
•
Pavillon
Ventilation
Ventilation naturelle avec orifices fixes de sortie d'air.
Chauffage
Le chauffage est maintenu à 19 °C par des convecteurs à eau chaude.
Thermostat d'ambiance programmable.
La production est réalisée par une chaudière en sous-sol au gaz naturel remplacée en 1990, mais avec veilleuse à flamme. Production à 75
°C environ.
Pas de robinets thermostatiques.
Les tuyauteries en sous-sol non chauffé sont mal calorifugées.
Eau Chaude Sanitaire
Ballon électrique de 300 l de 12 ans d’âge.
Consommations
Chauffage = 36000 [kWhPCS] gaz naturel
Électricité pour l’eau chaude inconnue (confondue avec le reste des consommations
électriques).
•
Pavillon
Etude de cas réel
•
Pavillon
ME1
ME2
Mlnc PB1 PB2 PH1 PH2
Etude de cas réel
rgie 2
NORD
•
Pavillon
Répartition :
Surfaces extérieures
Etude de cas réel
•
Pavillon
Répartition :
Surfaces extérieures
Etude de cas réel
•
Pavillon
Répartition :
Pertes émetteurs en coffres
Rendement générateur selon âge (veilleuse)
Etude de cas réel
•
Pavillon
Crédit impôts 2012 :
Etude de cas réel
Rénovation énergétique
Danger : ne pas rénover avec suffisamment de performances, ce qui tuerait le gisement
Un mur non isolé U = 2.5 W/m²K
Divisé par 7
Avec 10 cm d'isolation U = 0.35 W/m²K
Divisé par 11
Divisé par 1.5
Avec 6 cm encore en plus U = 0.23 W/m²K
Il est donc très difficile de rentabiliser une action en 2 temps, d’autant que le coût des travaux concerne à 80% la main d’œuvre… pour un prix un peu plus élevé la déperdition est divisée par 11 au lieu de 7.
Une seconde tranche de travaux ultérieurs serait très peu rentable (division par
1,5).
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Effinergie Rénovation
NE PAS TUER LE GISEMENT …
Travaux d’isolation : 80 à 85% du coût main d’oeuvre
Etude de cas réel
•
Bâtiment collectif
Le bâtiment date de 1900. Il est situé à 75 m d'altitude.
Il est constitué d’un rez de chaussée et de 5 étages
(12 logements). Comportement moyen (91).
Composition des parois
Murs extérieurs :
Pierres de taille de 40 cm + plâtre et murs passage briques pleines ép 36 cm
Murs sur cage esc :
Briques ép 36 cm ; HSP 3 m ; ép de planchers 0.3 m
Plafond sous combles : Bois 22 mm + lame d’air 18 cm faiblement ventilée avec plâtre sur lattis
Planchers bas : Poutrelles métal avec remplissage en briques pleines. Moy 30 cm
ép briques
Fenêtres : simple vitrage sur encadrement bois
Ventilation
Ventilation naturelle avec orifices fixes d’entrée et de sortie d'air
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Etude de cas réel
•
Bâtiment collectif
Chauffage individuel
Le chauffage est réalisé par des radiateurs alimentés en bitube.
La production est réalisée par une chaudière à gaz ancienne de 1975 en cave.
Une régulation en fonction de la température extérieure existe avec programmation de ralenti de nuit.
Pas de robinets thermostatiques.
Contrat d’entretien 1 passage
Eau Chaude Sanitaire
La chaudière produit également l’eau chaude sanitaire. Le système est de type semi-instantané avec un stockage de 500 litres bien calorifugé.
La distribution d’eau chaude et le bouclage sont bien calorifugés
Consommations
Chauffage = gaz naturel global bâtiment 200 000 kWhPCS
Électricité pour l’eau chaude = 1 500 [kWh/an]
•
Bâtiment collectif
Rez-de-chaussée :
Nord vers le haut
Etude de cas réel
•
Bâtiment collectif
Etages :
Etude de cas réel
•
Bâtiment collectif
Etages :
Etude de cas réel
•
Bâtiment collectif
Etages :
Etude de cas réel
•
Bâtiment collectif
Etude de cas réel
Rénovation énergétique (Effinergie)
Solarisation passive ?
Réaffectation zones?
•
Exemples de solutions
Effinergie rénovation
Ventilation
Ventilateurs basse conso
Vmc hygro B db flux eff 80%
Confort été
Surf vitrée 17 à 23 % shab selon climat
Protections solaires à prévoir
Limiter les apports internes Inertie et ventilation nocturne à favoriser
menuiseries
Uw jn 1,7 à 0,7
Facteur solaire Sw verre + opaque 0,1 à 0,5
Fact Tr Lum 0,5 à 0,7
Occultation à prévoir
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•
Exemples de solutions
Effinergie rénovation
BAO PRO EXPERT
•
Application BAO PRO EXPERT
•
Traitement du 1 er
cas réel : Pavillon
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BAO PRO EXPERT
•
Labels Promotelec « réno »
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BAO PRO EXPERT
•
Labels Promotelec « réno »
Exigences complémentaires pour les mentions "étoile"
Pour la
mention 1*
, les émissions de CO2 devront être limitées à 56 kgeqCO2/m²/an.
Pour les
mentions 2* à 4*
, la rénovation du bâtiment ne doit pas entraîner d’augmentation
des émissions de CO2.
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•
Labels
BAO PRO EXPERT
BAO PRO EXPERT
•
Traitement du 1 er
cas réel : Pavillon
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel :
Maison 1954 à Saint Blimont (80)
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BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
Rez-de-chaussée :
Nord
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
Etage :
•
Traitement d’un 2 nd
cas réel :
Saint Blimont
Coupe :
BAO PRO EXPERT
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
Façades :
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
Façades :
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
Eléments généraux :
Maison individuelle de 1954 Shon 146 m² - Shab 124 m²
Avec sous sol non chauffé - Grenier non chauffé
Située dans la Somme à Saint Blimont à 30 m d’altitude
4 occupants
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BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
Ouvrants
Parois externes
Parois intérieures
Sol et planchers bas et hauts
Balcon
Ventilation
Sous sol
Grenier
Chauffage
ECS
Comportement
Consommations
• Simple vitrage bois sans joint (avant réno)
• Volets roulants bois sur fenêtres ; coffres 0.2 x 0.2 ; U = 3 W/m².K
• Les 2 Portes sur ext cuisine + vestibule vitrées à 60%
• Murs 24 cm Parpaing creux 20 + 2 cm plâtre + 2 cm enduit ciment sans isolation
• Murs 3 4 cm idem + vide 4 cm + brique plâtrière 5 cm + plâtre 1 cm
• Parpaing creux 10 enduit plâtre 2 faces 2 cm
• Plancher bas sur sous sol bêton hourdis bêton sans isolation
• Epaisseur hourdis + dalle 20 cm
• Dalle bêton 20 cm
• Ventilation naturelle par défaut d’étanchéité et ouverture fenêtres
• Cheminée condamnée
• Moyennement ventilé
• Comprenant la chaufferie
• Moyennement ventilé
• Chaudière fioul état d’usage fonctionnant avec brûleur fioul en 30 kW remplacée en 1990
• Réseau bitube mal calorifugé en sous sol
• Thermostat d’ambiance programmable dans le vestibule Radiateurs acier Delta T 50 K
• Par chaudière mixte fioul avec réserve 100 l incorporée
• Inconnu moyen
• Inconnue
• Abonnement elect simple tarif 9 kVA
• Traitement d’un
2 nd
cas réel :
Saint Blimont
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un
2 nd
cas réel :
Saint Blimont
1
BAO PRO EXPERT
2
ME 34 cm
ME 24 cm
3
3
1 – Murs intérieurs
2 – 2 types de murs ext 34 (lame d’air + parement int
R) et 24 cm
3 – Non déperditif
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
Mur 1 résistance th:
Mur 34 cm Résistance apportée par la lame d’air + brique parement
≈ 0,18 + 0,12 = 0,3 m²K/W
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– solutions couplées et performances
• Traitement d’un
2 nd
cas réel :
Saint Blimont
1 - déperditif
BAO PRO EXPERT
Plafonds :
1
40
• Traitement d’un
2 nd
cas réel :
Saint Blimont
BAO PRO EXPERT
Planchers :
1 – non déperditif
41
1
• Traitement d’un
2 nd
cas réel :
Saint Blimont
2 portes int
2 – déperditif
BAO PRO EXPERT
2
ME 34 cm
ME 24 cm
1
1 – non déperditif
42
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
Détails :
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
BAO PRO EXPERT
• Traitement d’un 2 nd
cas réel : Saint Blimont
Total murs sans ouv = 149,75 m²
Ouvr 22,44 m²
11,2-1,9
3,15-0,5
5,04
20-1,96-0,5
BAO PRO EXPERT
Distribution bitube et monotube
