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Cours danalyse de projets dénergies propres Photo : Pamm McFadden (NREL Pix) Analyse de projets de chauffage solaire passif Installation résidentielle.

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1 Cours danalyse de projets dénergies propres Photo : Pamm McFadden (NREL Pix) Analyse de projets de chauffage solaire passif Installation résidentielle de chauffage solaire passif, France © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – 2004.

2 Objectifs Réviser les principes de base dun système de chauffage solaire passif (CSP) Réviser les principes de base dun système de chauffage solaire passif (CSP) Présenter les enjeux importants dune analyse de projet de CSP Présenter les enjeux importants dune analyse de projet de CSP Présenter le modèle RETScreen ® pour les projets de CSP Présenter le modèle RETScreen ® pour les projets de CSP

3 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – De 20 à 50 % des besoins en chauffage des locaux De 20 à 50 % des besoins en chauffage des locaux …mais aussi… Augmente le confort Plus de lumière du jour Peut réduire les coûts de climatisation Réduit la condensation dans les fenêtres Permet de réduire la taille des systèmes de chauffage ou de climatisation Quest-ce quun système de chauffage solaire passif fournit? Photo : Fraunhofer ISE (provenant du site internet de Siemens Research and Innovation) Conception de chauffage solaire passif sur un bâtiment résidentiel, Allemagne Le bâtiment de NREL à Golden, Colorado Photo : Warren Gretz (NREL Pix)

4 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Principes du chauffage solaire passif Conventionnel Été Hiver Dispositifs dombrage Fenêtres performantes Masse thermique CSP

5 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – ,20,20,40,40,60,60,80,8 Coeff. de gains solaires Technologie des fenêtres à haut rendement Double et triple vitrage Double et triple vitrage Basse émissivité Basse émissivité Remplissage avec gaz inerte Remplissage avec gaz inerte Intercalaire isolant Intercalaire isolant Cadres isolants et isolant thermique Cadres isolants et isolant thermiqueVitresÉm.Rempl.Interc.Cadre30,1InerteIsolantBois 30,8AirAlumin.Bois 20,1InerteIsolantBois 20,8AirAlumin.Bois 20,8AirAlumin.Aluminium 10,8--Aluminium Centre du vitrage Fenêtre complète

6 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Ombrage et masse thermique Lombrage prévient les surchauffes en été Lombrage prévient les surchauffes en été Toits en saillie faisant face à léquateur pour les périodes où le soleil est haut Arbres à feuilles caduques, adjacents aux structures et bâtiments Auvents, volets, marquises, fenêtres en retrait, stores, etc. La masse thermique emmagasine la chaleur, minimisant les variations de température La masse thermique emmagasine la chaleur, minimisant les variations de température Une maison de construction légère traditionnelle surchauffera si laire des fenêtres faisant face à léquateur excède de 8 à 10 % la surface de planchers chauffés Utiliser des panneaux doubles de gypse pour les murs et les plafonds, de la céramique pour les planchers, de la brique pour les cheminées, etc. Des systèmes actifs peuvent être utilisés pour distribuer la chaleur dans le bâtiment Des systèmes actifs peuvent être utilisés pour distribuer la chaleur dans le bâtiment

7 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Ressource solaire vs besoins en chauffage des locaux Iqaluit, Canada, 64º N Moscou, Russie, 55º N Buffalo, É.-U., 43º N Lanzhou, Chine, 36º N kWh par jour Les mois ayant une température moyenne plus petite ou égale à 10 ºC sont ombragés Les mois ayant une température moyenne plus petite ou égale à 10 ºC sont ombragés kWh par jour

8 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Exemple des coûts et économies du chauffage solaire passif Coût des fenêtres + installation ($/m 2 ) Double vitrage +faible émissivité +argon +intercalaire isolant +triple vitrage Coûts additionnels des fenêtres Coûts additionnels des fenêtres 5 à 35 % 5 à 35 % 400 $ à $ par maison 400 $ à $ par maison Économies de 20 à 50 % des coûts de chauffage des locaux Économies de 20 à 50 % des coûts de chauffage des locaux Gaz0,25 $/m $ à 380 $ par année Gaz0,25 $/m $ à 380 $ par année Mazout0,35 $/l210 $ à 520 $ par année Mazout0,35 $/l210 $ à 520 $ par année Électricité0,06 $/kWh270 $ à 680 $ par année Électricité0,06 $/kWh270 $ à 680 $ par année Résidence unifamiliale canadienne

9 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Enjeux dun projet de chauffage solaire passif Plus rentable pour les nouvelles constructions Plus rentable pour les nouvelles constructions Possibilité dorienter les fenêtres face à léquateur et déviter louest La taille du système de chauffage et du chauffage périphérique peut être diminuée Rentable lors de rénovations si, de toutes façons, les fenêtres doivent être remplacées Rentable lors de rénovations si, de toutes façons, les fenêtres doivent être remplacées Plus rentable si la charge en chauffage est plus élevée que la charge en climatisation Plus rentable si la charge en chauffage est plus élevée que la charge en climatisation Les meilleurs cas : résidences de faible hauteur en climat tempéré ou froid Les bâtiments commerciaux et industriels ont des gains internes élevés Les fenêtres doivent être prises en considération de concert avec le reste de lenveloppe du bâtiment Les fenêtres doivent être prises en considération de concert avec le reste de lenveloppe du bâtiment

10 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Exemples : Canada et États-Unis Bâtiments à consommation réduite dénergie Les techniques du solaire passif incorporées dans des bâtiments dapparence conventionnelle Les techniques du solaire passif incorporées dans des bâtiments dapparence conventionnelle Les considérations financières ne sont pas toujours celles qui ont le plus dimportance : confort, diminution du bruit, appréciation de la qualité et de lenvironnement Les considérations financières ne sont pas toujours celles qui ont le plus dimportance : confort, diminution du bruit, appréciation de la qualité et de lenvironnement Photo : Hickory Corporation (NREL Pix) La maison écologique de Waterloo, Ontario, Canada Bon ombrage et fenêtres performantes, É.-U. Photo : Maison écologique de Waterloo

11 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Exemples : Allemagne et Lesotho Maisons solaires autosuffisantes Plus de vitrage, plus de masse thermique et contrôle de la distribution de lair Plus de vitrage, plus de masse thermique et contrôle de la distribution de lair Lénergie solaire peut satisfaire tous les besoins en chauffage des locaux Lénergie solaire peut satisfaire tous les besoins en chauffage des locaux Les technologies de fenêtres performantes permettent plus de flexibilité sur lemplacement des fenêtres et des gains thermiques provenant des radiations diffuses Les technologies de fenêtres performantes permettent plus de flexibilité sur lemplacement des fenêtres et des gains thermiques provenant des radiations diffuses Photo : Vadim Belotserkovsky Photo : Fraunhofer ISE (provenant du site internet de Siemens Research and Innovation) Rondavel solaire, Thaba-Tseka, Lesotho Freiburg, Maison solaire

12 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Modèle RETScreen ® pour les projets de chauffage solaire passif Pouvant être utilisé partout dans le monde pour lanalyse de la production énergétique (ou économie), des coûts sur le cycle de vie et des réductions démissions de gaz à effet de serre. Pouvant être utilisé partout dans le monde pour lanalyse de la production énergétique (ou économie), des coûts sur le cycle de vie et des réductions démissions de gaz à effet de serre. Résidences de faible hauteur et petits bâtiments commerciaux Climats où le chauffage domine Gains et pertes par les fenêtres Effets moyens de lombrage RETScreen ® nécessite seulement 12 points de données contre pour les modèles de simulation horaire RETScreen ® nécessite seulement 12 points de données contre pour les modèles de simulation horaire Non couvert actuellement : Non couvert actuellement : Fenêtres non-verticales Effets instantanés de lombrage Lusager spécifie la masse thermique du bâtiment

13 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Voir le e-Manuel Analyse de projets dénergies propres : Manuel dingénierie et de cas RETScreen ® Chapitre Analyse de projets de chauffage solaire passif Calculs RETScreen ® : chauffage solaire passif

14 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Exemple : validation du modèle RETScreen ® pour les projets de CSP Comparaison de RETScreen ® et de HOT2-XP pour un cadre typique en bois de 200 m 2, pour les maisons Comparaison de RETScreen ® et de HOT2-XP pour un cadre typique en bois de 200 m 2, pour les maisons Fenêtres à double vitrage remplacées par des fenêtres de basse émissivité à double vitrage avec argon Résultats de RETScreen ® à 18 % près de HOT2-XP Comparaison de RETScreen ® et de la méthode de caractérisation énergétique ER Comparaison de RETScreen ® et de la méthode de caractérisation énergétique ER Économies annuelles dénergie de 8 fenêtres de haute performance comparées au cas de référence de fenêtres à double vitrage Économies dénergie annuelles (kWh/m 2 ) Méthode de caractérisation énergétique ER RETScreen

15 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Conclusions Le CSP prend en compte : lorientation du bâtiment, les fenêtres éco- énergétiques, lombrage et la masse thermique pour réduire les coûts de chauffage des locaux Le CSP prend en compte : lorientation du bâtiment, les fenêtres éco- énergétiques, lombrage et la masse thermique pour réduire les coûts de chauffage des locaux Un investissement additionnel minimum pour les fenêtres peut grandement améliorer la performance de lenveloppe du bâtiment tout en assurant des bénéfices financiers à long terme Un investissement additionnel minimum pour les fenêtres peut grandement améliorer la performance de lenveloppe du bâtiment tout en assurant des bénéfices financiers à long terme RETScreen ® calcule : RETScreen ® calcule : Effet de lorientation, de la dimension et de la technologie des fenêtres sur les gains solaires Effet de la technologie des fenêtres sur les pertes thermiques Effet de lombrage sur la charge en climatisation RETScreen ® calcule la production énergétique annuelle, en utilisant des données de ressource mensuelles, donnant des résultats dune précision comparable à des outils de simulation horaire RETScreen ® calcule la production énergétique annuelle, en utilisant des données de ressource mensuelles, donnant des résultats dune précision comparable à des outils de simulation horaire RETScreen ® permet des économies de coûts significatives pour la réalisation détudes préliminaires de faisabilité RETScreen ® permet des économies de coûts significatives pour la réalisation détudes préliminaires de faisabilité

16 © Ministre de Ressources naturelles Canada 2001 – Questions? Module Analyse de projets de chauffage solaire passif Cours danalyse de projets dénergies propres RETScreen ® International Pour plus dinformation visitez le site Web de RETScreen à :


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