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Mallette de formation version 1 (juin 2001). Pour : - la DGUHC du Ministère de lÉquipement des Transports et du Logement - lAgence de lEnvironnement et.

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1 Mallette de formation version 1 (juin 2001)

2 Pour : - la DGUHC du Ministère de lÉquipement des Transports et du Logement - lAgence de lEnvironnement et de la Maîtrise de lEnergie Réalisé par : - le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment - l Association des Ingénieurs en Climatique, Ventilation et Froid

3 sommaire Les principes 4 Les enjeux 4 Les réponses 4 Les modalités 4 Et demain Lapplication 4 Les moyens pour l application 4 Les consommations dénergie. Sujets à traiter lenveloppe la ventilation le chauffage et l eau chaude sanitaire léclairage 4 La thermique d été

4 …UN PEU DHISTOIRE les réglementations précédentes 1974 coef. G résidentiel DEPERDITIONS 1976 coef. G1 non résidentiel DEPERDITIONS 1980label haute isolation (résidentiel) 1982coef. G et B résidentiel BESOINS 1983labels HPE & solaires (résidentiel) 1988 coef. GV, BV et C résidentiel CONSOMMATIONS (reconduction HPE) coef. G1 non résidentiel DEPERDITIONS

5 ENJEUX Pourquoi une nouvelle réglementation ? lutter contre leffet de serre et économiser lénergie maîtriser les charges améliorer le confort simplifier pour mieux appliquer favoriser la compétitivité des industriels français

6 ENJEUX Effet de serre et économies dénergie accords internationaux (Rio et Kyoto) 1/4 du CO 2 en France du aux bâtiments le secteur du neuf comme entraînement de lancien

7 ENJEUX Maîtriser les charges maîtrise du coût global, charges financières et dexploitation comprises réglementation performancielle pour tendre à optimiser les coûts de construction

8 ENJEUX Améliorer le confort en hiver, limiter les effets de parois froides, les infiltrations et les points froids (ponts thermiques) en été, assurer une ambiance supportable en bâtiment non climatisé

9 ENJEUX Simplifier pour mieux appliquer nombre de textes réduit même règle pour le résidentiel et le tertiaire recours à un logiciel dapplication ou à une solution technique

10 Favoriser la compétitivité des industriels français intégration des normes et projets de normes européennes compétition accrue par la libre circulation des produits ENJEUX

11 Rehaussement des exigences à hauteur des bonnes pratiques en résidentiel le tertiaire hissé au niveau du résidentiel De nouveaux gisements déconomies les ponts thermiques, la perméabilité à lair et en 2003, la climatisation non résidentiel : les systèmes de chauffage, dECS et déclairage REPONSES

12 DES PROGRES NOTABLES Logement 4 jusqu à -20% par rapport au règlement de de 0 à - 5% par rapport aux pratiques actuelles Non résidentiel 4 jusqu à - 50% par rapport au règlement de de 0 à -20% par rapport aux pratiques actuelles

13 LES TEXTES 4 décret RT 2000 (29/11/2000; JO 30/11/2000 ) réformant le CCH 4 arrêté RT 2000 dapplication (29/11/2000; J.O 30/11/2000) décrivant les exigences 4 arrêté (01/12/2000) donnant les méthodes de calcul fournies par le bulletin officiel (fascicules spéciaux n°2007 : Th-C n°2007-bis : Th-E, décembre 2000)

14 MODALITES Champ dapplication (décret n° du 29/11/2000, article 2 relatif à la modification de la section IV du chapitre 1er du titre 1er du Code de la Construction et de l Habitation) Applicable depuis le 2 juin * à tous les bâtiments neufs résidentiels et non résidentiels, sauf les bâtiments dont la température intérieure 12°C les bâtiments climatisés ou chauffés en raison dun processus industriel les piscines, patinoires et bâtiments délevage (*) date du dépôt de permis de construire

15 MODALITES Se conformer à 3 exigences : limitation des consommations C C ref limitation de linconfort dété Tic Tic ref performances minimales ou garde-fous

16 MODALITES 2 modes dapplication adaptés à des acteurs différents Calculs Application dune solution technique agréée

17 MODALITES Une réglementation performancielle Modélisation proche des phénomènes physiques (Th-C et Th-E) Interactions et compensations entre lenveloppe du bâtiment et les installations Possibilités dintégrer des systèmes innovants Les logiciels de calcul Diffusion «libre» des moteurs du CSTB Commercialisation des logiciels dapplication

18 LARRETE RT Définitions 4 Description des références 4 Description des garde-fous 4 règles de fabrication des solutions techniques 4 Cas particuliers 4 Dispositions diverses

19 REFERENCES ET GARDE-FOUS Références 4 cas 1 : situées au niveau des pratiques actuelles ===> sans surcoût 4 cas 2 : choix politique de progrès ===> solutions mûres pour être généralisées Garde-fous 4 objectifs : interdire les solutions trop peu performantes

20 REFERENCES ET GARDE-FOUS sur : lisolation les apports solaires la perméabilité à l air la ventilation le chauffage leau chaude sanitaire léclairage la climatisation

21 LES LABELS HPE Applicable à lhabitat et au tertiaire 2 niveaux de performance : C < Cref – 8% = niveau HPE C < Cref – 15% = niveau THPE facteur dinnovation et préfiguration de la RT 2005 mêmes types dorganismes certificateurs que pour les anciens labels

22 ET DEMAIN en 2003, la prise en compte des consommations de climatisation la RT 2005 : 4 même méthode de calcul 4 capitalisation des innovations issues des labels HPE 4 renforcement des exigences ponts thermiques

23 RT 2000 Les principes 4 Les enjeux 4 Les réponses 4 Les modalités 4 Et demain Lapplication 4 Les moyens pour lapplication 4 Les consommations dénergie. Sujets à traiter. l enveloppe la ventilation le chauffage et l eau chaude sanitaire l éclairage 4 La thermique dété

24 MOYENS POUR LAPPLICATION bibliothèque officielle 4 Les textes décret RT 2000 arrêté RT méthodes de calcul règles Th-C règles Th-E 4 normes et DTU règles Th-Bât normes produits françaises et européennes outils de tous les jours 4 logiciels certifiés dapplication 4 solutions techniques solution n°1, n°2….. 4 Les outils pédagogiques mallette pédagogique cd rom ADEME/CSTB, La roue de secours : site questions/réponses

25 ARCHITECTURE DES REGLES DE CALCUL. ThC ThE calcul du Ubat ThU ThBat ThU ThI ThS calcul facteurs solaires ThS Calcul de linertie ThI

26 SUJETS A TRAITER POUR Th-C enveloppe ventilation chauffage eau chaude sanitaire éclairage (non résidentiel)

27 Climat ENTREES des REGLES Th-C Projet

28 Géométrie Ubat Inertie Apports solaires Perméabilité ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti Projet

29 Logement Bureau Hôtel Enseignement …. ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Projet

30 Ventilation ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Projet Type dinstallation Débits extraits/soufflés Gestion

31 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Programmateur Type émetteur Qualité régulation Pertes au dos Réseau de distribution ? Type Position Isolation Régulation Circulateur Génération: Caractéristiques des générateurs Gestion Position Ventilation

32 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Génération Ventilation Besoins Nombre points de puisage Réseau bouclé ? Eau chaude sanitaire Géométrie boucle Isolation boucle Gestion circulateur

33 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Ventilation Eau chaude sanitaire Puissance installée Eclairage naturel Dispositif de gestion Eclairage

34 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Ventilation Eau chaude sanitaire Eclairage Climat

35 LA THERMIQUE D HIVER Les 3 zones climatiques H1 H2, H3 sont les mêmes que celles de la RT88 Elles sont caractérisées par des données mensuelles et une température extérieure de base H1:-9°C H2:- 6°C H3:-3°C LE CLIMAT

36 LA THERMIQUE D HIVER LES CARACTERISTIQUES DU CLIMAT moyennes mensuelles : - de la température extérieure (°C) - des ensoleillements sur les plans verticaux S, O, N et E et horizontal - de la température d eau froide répartitions statistiques mensuelles des vitesses de vent

37 SUJETS A TRAITER POUR Th-C enveloppe ventilation chauffage eau chaude sanitaire éclairage (non résidentiel)

38 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Ventilation Eau chaude sanitaire Eclairage Géométrie Ubat Inertie Apports solaires Perméabilité

39 CARACTERISTIQUES DU BÂTI 4 géométrie : surfaces et linéaires des parois déperditives 4 U bât 4 U bât : caractéristique de lisolation 4 inertie 4 apports solaires: surfaces et caractéristiques des vitrages 4 perméabilité à l air

40 « AVANT / APRES »: PRINCIPES RT 2000RT 88

41 « AVANT / APRES » : PRINCIPES Isolation de référence indépendante de lénergie Isolation de référence fonction de lénergie RT 2000RT 88

42 « AVANT / APRES » : PRINCIPES Isolation de référence indépendante de lénergie Calcul par bâtiment pour tous les secteurs Isolation de référence fonction de lénergie Calcul par logement (résidentiel) ou par bâtiment (tertiaire) RT 2000RT 88

43 « AVANT / APRES » : PRINCIPES Isolation de référence indépendante de lénergie Calcul par bâtiment pour tous les secteurs Coefficient Ubât pour tous les tous secteurs Isolation de référence fonction de lénergie Calcul par logement (résidentiel) ou par bâtiment (tertiaire) Coefficients GV (résidentiel) ou G1 (tertiaire) RT 2000RT 88

44 « AVANT / APRES » : PRINCIPES Isolation de référence indépendante de lénergie Calcul par bâtiment pour tous les secteurs Coefficient Ubât pour tous les secteurs Coefficient Ubât : simple étape de calcul du coefficient C Isolation de référence fonction de lénergie Calcul par logement (résidentiel) ou par bâtiment (tertiaire) Coefficients GV (résidentiel) ou G1 (tertiaire) Coefficients GV ou G1 : exigence réglementaire RT 2000RT 88

45 Des modifications dans la caractérisation de l enveloppe vocabulaire K devient U, k devient devient b valeurs 4 nouvelles valeurs des ponts thermiques 4 nouvelle méthode de calcul des pertes par le sol 4 non prise en compte des voilages dans le coefficient U des fenêtres Les règles Th-Bât remplacent le DTU règles Th-K et en partie le DTU règles Th-G

46 REGLES Th-Bât

47 REGLES Th-U

48 U bât remplace GV et G1 U bât 4 caractérise leffort d isolation 4 est indépendant de la ventilation 4 représente les déperditions par les parois du bâtiment divisées par la surface des parois déperditives 4 intègre les ponts thermiques 4 tient compte des pertes vers les locaux non chauffés 4 est exprimé en [W/(m².K)]

49 Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât Th-U Fascicule 2/5 MATERIAUX Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES UpUp Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES REGLES Th-U : Ubat

50 CALCUL de U bât U bât = ( U.b.A + b.L) / A U = coefficient de déperdition surfacique associé à la surface A de la paroi déperditive = coefficient de déperdition linéique associé à la longueur L de la liaison b = coefficient de réduction de température (b=1 si paroi extérieure et b<1 si paroi sur local non chauffé) Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

51 DEFINITIONS DES PAROIS Exemple des planchers Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât Local non chauffé Sous-sol

52 DIMENSIONS DES PAROIS (§II.2.1) Ai Int Ext Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

53 parois opaques, vitrées ou translucides séparant le volume chauffé du bâtiment : - de lextérieur, - du sol, - des locaux non chauffés (lnc), Sauf … LES PAROIS DEPERDITIVES Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

54 : entre locaux « chauffés » 2 : avec isolation sur circulations intérieures « non chauffés » 3 : avec isolation sur cage dascenseur 4 : vitrines 5 : portes d accès aux locaux ERP et circulations SAUF... (§II.2.2) Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

55 a b d c Circulations intérieures Volume chauffé Parois isolées a + b > c + d Circulations « chauffées » SI : pas de trappe ou de gaine ouverte en permanence accès vers extérieur avec sas accès vers lnc/ locaux communs avec fermeture automatique CIRCULATIONS INTERIEURES Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

56 U bât : maisons accolées <15m² C1 C2 >15m² C1 C2 C 2 U bât et 2 « C » ou 1 U bât et 1 « C » 2 U bât et 2 « C » Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

57 Expression de U bât (formule 1 § II.3) H T H D + H S + H U U bât = = A T A T H D = transmissions vers lextérieur H S = transmissions vers le sol, vide-sanitaire, sous-sol… H U = transmissions vers lnc (autres que H S ) Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

58 H T = déperditions totales par transmissions Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

59 H D = i A i U i + K l K K + j X j H D = transmissions vers lextérieur (formule 3 § II.3.1) Déperditions surfaciques Déperditions linéïques Déperditions ponctuelles Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

60 H S = transmissions par le sol 2 cas : parois en contact avec le sol parois sur vide sanitaire ou sur sous-sol non chauffé Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

61 Parois en contact avec le sol (formule 4 § II.3.2.a) H S = i A i U ei + j A j U ej b j A i : aire intérieure du sol donnant sur lextérieur A j : aire intérieure du sol donnant sur lnc U ei et U ej : coefficient transmission surfacique « équivalents » des parois i et j b j : coefficient réduction de température du lnc Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

62 Partage zones A i /A j L j = min (L u, L t /2) Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât LtLt

63 Partage zones A i /A j Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

64 Exemple de détermination de Ue plancher sur terre-plein Hypothèses : dalle 16 cm béton, isolée toute surface nature du sol inconnue maison indépendante (8 x 12) m sans lnc accolé isolation thermique en sous-face de 5 cm de PSE (R = 1,45) Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât Résultats : configuration 1 (§ III.7) = 2 B = 4,8 Rf = 1,56 Ue = 0,31 W/m².K

65 Parois sur vide sanitaire ou sous sol non chauffé (formule 5 §II.3.2.b) H S = k A k U ek A k : aire intérieure du plancher sur vide sanitaire ou sous-sol non chauffé U ek : coefficient transmission surfacique Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

66 Exemple de détermination de Ue pour plancher sur vide-sanitaire Hypothèses : maison individuelle de (8 x 12) m avec longrine centrale de 8 m de longueur (maçonnerie courante 15 cm non isolé). mur vide-sanitaire en blocs creux en béton de granulats courants de 20 cm (2 alvéoles). hauteur entre plancher / sol = 60 cm plancher à entrevous polystyrène découpés à languette, rectangulaires, chanfreinés : – épaisseur languette: 50 mm – hauteur entrevous: 150 mm – largeur talon poutrelle: 100 mm – entraxes poutrelles: 620 mm Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât Résultats : Uw = 2,63 B = 4,8 Rg = 2,27 Ue = 0,32 W/m².K

67 Surfaces A k Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

68 Transmissions à travers les locaux non chauffés (formule 6 § II 3.3) H u = l H iu x b l H iu : coefficient déperdition vers le lnc b l : coefficient de réduction de température Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

69 Coefficient b (formule 7 § II.3.3 a) D ue calcul : b = D ue + D iu valeurs par défaut Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

70 Coefficient b : valeurs par défaut « b » est fonction : de lisolation des parois extérieures du lnc et séparatives lnc / lc du rapport des surfaces A iu /A ue de U v, ue : coefficient surfacique équivalent Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

71 Coefficient b : valeurs par défaut 4 types disolation du local non chauffé Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

72 Coefficient b : valeurs par défaut garage, cellier, véranda : U v, ue = 3 comble fortement ventilé : U v, ue = 9 Pour un garage avec A iu / A ue = 0,40 --> b = 0,95 U v, ue : exemples de valeurs forfaitaires en maison individuelle Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

73 Coefficient b : valeurs par défaut Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât

74 ai Ai + aj L j U bât-réf = A ai (i de 1 à 7) et aj (j de 8 à 10) = coefficients U et de référence ou « droit à déperdre » (cf. arrêté article 10) CALCUL DE U bât-réf

75 Les références disolation ai et aj pour les zones H1 et H2 1,5 2,0 2,4 0,5 0,9 0 0,7 0,5 0,230,30 0,40 0,30

76 Les références disolation ai et aj pour la zone H3 1,5 2,35 2,6 0,5 0,9 0 0,7 0,5 0,30 0,47 0,43

77 Récapitulatif des coefficients de calcul de U bât-réf 0,47 0,30 0,43 1,50 2,60 2,35 0,50 0,7 maisons 0,9 autres 0,7 maisons 0,9 autres 0,40 0,23 0,30 1,50 2,40 2,00 0,50 0,7 maisons 0,9 autres 0,7 maisons 0,9 autres Surfaces a1 murs a2 combles a3 terrasses a4 plancher bas a5 portes a6 baies sans fermetures a7 baies avec fermetures Liaisons périphériques a8 planchers bas a9 planchers intermédiaires a10 planchers hauts H3H1 & H2

78 Les références disolation Attention aux bâtiments survitrés ! (art.11 arrêté) En habitat : si A6 + A7 > 25% Sh (A6 + A7)ref = 25%Sh A1ref = A1+A6+A7-(A6+A7)ref En tertiaire : si A6 + A7 > 50%(A5+A6+A7+A1) (A6 + A7)ref = 50%(A5+A6+A7+A1) A1ref = A1+A6+A7-(A6+A7)ref

79 SURVITRAGES ET REFERENCE Projet tertiaire Av < 50% Afaçades Référence Av ref = Av projet Projet tertiaire Av > 50% Afaçades Référence Av ref = 50% Afaçades

80 Les garde-fous disolation 2,9 Fenêtre Portes fenêtres Façades rideaux Uw < 2,9 Ponts thermiques moyens planchers hauts, bas, intermédiaires Maisons: <0,99 Collectifs: < 1,1 Autres < 1,35 en ,30 Toiture sous comble et rampants U <0,30 toitures terrasses béton U < 0,36 autres toitures U < 0,47 Mur U<0,47 Plancher bas sur extérieur U <0,36 sur vide sanitaire U < 0,43 sur terre plein: 1,5 m isolation périphérique R > 1,4

81 Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât Th-U Fascicule 2/5 MATERIAUX Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES UpUp Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES REGLES Th-U: MATERIAUX

82 Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât Th-U Fascicule 2/5 MATERIAUX Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES UpUp Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES REGLES Th-U : PAROIS VITREES

83 Principe Calcul de la paroi vitrée Calcul des éléments de la paroi vitrée II.Méthode de calcul Valeurs par défaut Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw

84 VALEURS PAR DEFAUT Coef. U g : vitrages partie courante Coef. g : jonction vitrage/menuiserie Coef. U w : parois vitrées courantes Coef. U jn : moyen jour-nuit Coef. U : portes courantes Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw

85 VALEURS PAR DEFAUT Vitrage (U g ) Valeurs selon : Position verticale ou inclinée Gaz de remplissage : air/argon/krypton Épaisseur lame en mm Emissivité (0,4 à 0,05) ou non traités U g (tableaux 11 à 16) Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw

86 VALEURS PAR DEFAUT Exemple pour U g Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw

87 VALEURS PAR DEFAUT Parois vitrées courantes sans fermeture (U w ) Nature de la menuiserie : métal à rupture/PVC/bois Type de paroi vitrée : fenêtres/portes-fenêtres battantes et /ou coulissantes Vitrage : U g (variant de 1,2 à 2,9) Performance menuiserie : Uf métal et PVC (3 valeurs) et bois (2 valeurs) U w (tableaux 20 à 26) Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw Valeur selon :

88 VALEURS PAR DEFAUT Coefficient U jn : baies avec fermetures (tab. 27) Coefficient U w de la baie nue (variant de 1,2 à 2,9) Résistance thermique complémentaire R de la fermeture : 4 cas (II.2.2.1) Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw

89 VALEURS PAR DEFAUT Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw Parois vitrées courantes avec fermeture (U jn ) Coefficient U w de la baie nue (variant de 1,2 à 2,9) Résistance thermique complémentaire R de la fermeture : 4 cas (§ II.2.2.1) Valeurs selon :

90 VALEURS PAR DEFAUT Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw U jn selonR (tableau 27)

91 Exemple de détermination dun U jn de paroi vitrée Hypothèses : paroi vitrée avec double vitrage non certifié DV , émissivité normale déclarée de 0.05 (avec rapport justificatif dun laboratoire indépendant) lame dargon à taux de remplissage certifié de 85 % menuiserie bois ( = 0.18) type porte-fenêtre battante sans soubassement volets bois battants (e 22 mm) U jn ? Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw

92 Exemple de détermination dun U jn de paroi vitrée Résultats : W/m².KRésultats UgUg UwUw U jn … et si ? si remplissage argon non certifié si émissivité non justifiée sans argon Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw

93 Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât Th-U Fascicule 2/5 MATERIAUX Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES UpUp Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES REGLES Th-U : PAROIS OPAQUES

94 II.1. Résistances thermiques R II.2. Coefficients de transmission surfacique Parois sur extérieur ou lnc Parois en contact avec le sol Parois sur vide sanitaire ou sous- sol non chauffé METHODES DE CALCUL Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES UpUp

95 Résistances thermiques R (III 1 à 5 et III 8) murs en maçonneries : briques, blocs béton,béton cellulaire, planchers à entrevous : béton, terre-cuite, polystyrène, dalle alvéolées, diverses parois : éléments à base de plâtre, panneaux rigides, matériaux en vrac, projetés,... VALEURS PAR DEFAUT Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES UpUp

96 Coefficients surfaciques équivalents U e (III 6 et 7) Planchers bas sur vide sanitaire, Planchers bas sur terre-plein. VALEURS PAR DEFAUT Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES UpUp

97 Ponts thermiques intégrés* ( III 9) Systèmes de doublage intérieur des murs, Parois légères à ossatures bois, Bardages métalliques double peau. * Élément donnant lieu à des déperditions supplémentaires (exemples : fixations, ossatures, vis, …) VALEURS PAR DEFAUT Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES UpUp

98 Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT U bât Th-U Fascicule 2/5 MATERIAUX Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES UwUw Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES UpUp Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES REGLES Th-U:PONTS THERMIQUES

99 II.1. Définition du pont thermique II.2. Types de ponts thermiques II.3. Procédure de calcul METHODE DE CALCUL (§II) Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES

100 5 familles de liaisons courantes avec plancher bas avec plancher intermédiaire avec plancher haut entre parois verticales entre menuiseries et parois opaques VALEURS PAR DEFAUT Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES

101 3 modes disolation Isolation intérieure Isolation extérieure Isolation répartie (terre-cuite, béton cellulaire) VALEURS PAR DEFAUT Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES

102 VALEURS PAR DEFAUT Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES Exemple de valeurs de Cas dune liaison plancher intermédiaire/mur béton Isolation intérieure

103 Quelques solutions de traitements : Isolation par lextérieur, Planelles/briquettes en rive, Rupteurs / plancher TP, refend, Planchers légers, Chape flottante sur isolation. VALEURS PAR DEFAUT Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES

104 REGLES Th-I

105 Règles Th I : inertie thermique - limitation de linconfort lété - récupération des apports gratuits lhiver Son rôle

106 3 types dinertie inertie horaire : intermittence chauffage (ThC) inertie quotidienne : amortissement température et ensoleillement (Th-E) et taux de récupération apports (Th-C) inertie séquentielle : amortissement température en saison chaude sur séquence 12 jours (ThE)

107 CLASSE DINERTIE : 3 approches - par forfait (chapitre 1) - par « points dinertie » (chapitre 2) - par calcul précis (annexe 1)

108 CLASSE DINERTIE par forfait

109 REGLES Th-S

110 facteur solaire S des composants dun bâtiment Introduction Masques Baies vitrées Parois opaques Ponts thermiques Synthèse Valeurs par défaut des facteurs solaires des baies

111 CALCUL DE S Différentes méthodes (§1) : méthode « de référence » (la plus détaillée) méthode simplifiée valeurs forfaitaires.

112 MASQUES - masques proches et lointains hors tableaux des baies : hiver : Th C partie 2, §2.4.2 été : Th E § tableau des baies : baies verticales nu intérieur ; forfait Frtb = 0,9

113 SYNTHESE (§ 6) * non ventilées calcul (§5) ou négligé calcul (§5)Ponts thermiques calcul avec U et a (§4.1) ou négligé calculs avec U et a (§4.1) Parois opaques* calculs (§3.5) ou valeurs par défaut (§7)Baies Hiver (C)Eté (Tic)Facteur solaire

114 VALEURS PAR DEFAUT 60 tableaux fonction : - du type de baie, - du type de vitrage, - des coefficients U «hiver» du vitrage et de la menuiserie, - de la situation de la baie/mur. (§ 7)

115 PERMEABILITE A L AIR (art.15 arrêté §2.3 Th-C) 4 engagement sur un résultat OU 4 calcul avec une valeur pénalisante Débit m 3 /h.m²de paroi (hors planchers) sous 4 Pa 0,8 1,2 2,5 1,3 1,7 3,0

116 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Ventilation Eau chaude sanitaire Eclairage Logement Bureau Hôtel Enseignement ….

117 DECOUPAGE DU PROJET POUR ENTRER LES DONNEES DE Th-C Projet : donnée météo, caractéristiques de la génération et du stockage de chaleur communs à plusieurs bâtiments Bâtiment : isolation thermique :Ubat, perméabilité à lair, apports solaires Zone : surface utile, activité (besoins de chauffage, de ventilation, déclairage), caractéristiques de la génération et du stockage desservant la zone, distribution dECS, système déclairage, accès à léclairage naturel Groupe (caractéristiques de lémission, de la régulation et de la distribution du chauffage)

118 DECOUPAGE DU PROJET POUR LES CALCULS PROJET BATIMENT C et Cref ZONE La plupart des calculs GROUPE

119 DECOUPAGE DU PROJET POUR ENTRER LES DONNEES DE Th-C Découpage de la référence = Découpage du projet

120 EN PRATIQUE:DECOUPAGE DU PROJET 4 segmenter le bâtiment en zones selon la durée doccupation et de la température logement, enseignement, bureau, commerce, sport, … un bâtiment de logements ===> 1 zone un collège: 3 zones ==>enseignement, restauration, gymnase 4 pour chaque zone définir la surface décrire le système de chauffage décrire le système de ventilation décrire le système production d eau chaude sanitaire décrire l éclairage (peut être fait globalement pour le bâtiment)

121 1 er EXEMPLE DE DECOUPAGE DUN PROJET: BUREAUX (*) la zone de stockage (partie à droite) est considérée comme non chauffée.

122 1 er EXEMPLE : BÂTIMENT « MONOZONE » découpé selon les accès à léclairage naturel

123 2 ème EXEMPLE DE DECOUPAGE D UN PROJET: HÔTEL 3*

124 2 ème EXEMPLE : BÂTIMENT « MULTIZONE » découpé selon les activités Hôtellerie Restauration Bureaux Rez-de-Chaussée Étage courant

125 SUJETS A TRAITER POUR Th-C enveloppe ventilation chauffage eau chaude sanitaire éclairage (non résidentiel)

126 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Ventilation Eau chaude sanitaire Eclairage Type dinstallation Débits extraits/soufflés Gestion

127 Caractéristiques thermiques minimales (Titre III, Chapitre III, articles 39 à 44) Fixe des « garde-fous » à respecter quelles que soient les options choisies Caractéristiques thermiques de référence (Titre II, Chapitre IV, articles 16 à 20) Fixe une consommation de référence. LA VENTILATION dans LARRÊTE du 29/11/2000

128 VENTILATION:CE QUI CHANGE 4 Domaine dapplication Bâtiments résidentiels ET non résidentiels Tous types de système de ventilation 4 Perméabilité de l'enveloppe et des réseaux 4 Valorisation des différents dispositifs de modulation des débits et de récupération dénergie Manuel temporisé / hygroréglable / détection présence / CO2 Double flux avec récupération 4 Calcul plus précis des consommations dauxiliaires 4 Référence performante (hygroréglable, double flux) en chauffage par effet joule dans lhabitat en zones H1 et H2

129 VENTILATION : REFERENCES HABITAT Art 16 : Ù Système par extraction dair mécanique Ù Modules des entrées air = débit nominal corrigé système de modulation des débits ou de récupération de chaleur permettant de réduire de 20% les déperditions dues à la ventilation spécifique Art 19 : Système de référence des zones H 1 et H 2 si chauffage par par effet Joule : H1,H2 VMC simple flux VMC hygroréglable ou double flux en chauffage électrique, zones H1 et H2

130 Art 16 : Système par insufflation et extraction dair mécanique sans échangeur, sans préchauffage Ù Débits entrants = débits sortants corrigés VMC double flux équilibré sans échangeur VENTILATION : REFERENCES NON RESIDENTIEL

131 Programmation obligatoire dans les locaux à occupation ou pollution intermittente VENTILATION : LES REGULATIONS ET REFERENCES Habitat effet joule zones H1 et H2 Hygroréglable (suivant ATEC) Modulation Salles de réunionDétection présence CuisineManuelle temporisée AutresSans

132 Caractéristiques thermiques de référence (Titre II, Chapitre IV, articles 16 à 20) Fixe une consommation de référence, Caractéristiques thermiques minimales (Titre III, Chapitre III, articles 39 à 44) Fixe des « garde-fous » à respecter quelles que soient les options choisies LA VENTILATION dans LARRÊTE du 29/11/2000

133 Tertiaire : Ù Art 65 : locaux climatisés Art 68 : Régulation par local (ou pour plusieurs locaux si < 100m 2 au total) requise en débit dair variable Art 42 : Temporisation des dispositifs de modification manuelle des débits Dispositifs de ventilation spécifique Temporisation VENTILATION GARDE-FOUS

134 Tertiaire : Lorsquil y a occupation ou pollution spécifique dans lespace ou le temps : Art 41 : Possibilité de réglage au débit mini quand non occupation ou non pollution Art 40 : systèmes indépendants Zonage et un systèmes de ventilation par zone Min : horloge pour couper la ventilation hors occupation VENTILATION GARDE-FOUS

135 Art 43 : Si dispositifs augmentant les débits en été arrêt de ces dispositifs en période de chauffage Art 45 : En bâtiments non résidentiels, si surface chauffée > 400 m 2 Suivi de la durée de fonctionnement des centrales de ventilation Art 39 : Si humidification de lair amené en période de chauffe 5g eau/kg air sec Surventilation été ou nocturne pouvoir revenir en régime normal en hiver ComptageAir amené : HR max = 36 % à 19° C VENTILATION GARDE-FOUS

136 Conduits à lintérieur de locaux :R th 0,6 m 2 K/W Conduits à lextérieur de locaux : R th 1,2 m 2 K/W et ratio pertes par conduits / pertes par parois Réseau dair soufflé ou repris avec dispositif de récupération ou recyclage hors locaux chauffés Art 44 : Isolation de parties des réseaux de ventilation pour : Réseau dair souffléchaud oufroid Centrale de traitement dair Double flux récupération Isolation conduit intérieur : 25 mm extérieur : 50 mm VENTILATION GARDE-FOUS

137 VENTILATION : LES CALCULS Calcul des déperditions par renouvellement dair « Hv » pour les besoins de chauffage Ù Débit spécifique de ventilation Ù Débit supplémentaire (infiltrations…) Consommation des auxiliaires de ventilation

138 VENTILATION ORGANISATION DES CALCULS Débit hygiénique Coefficient de gestion Coefficient de fuite Coefficient de dépassement Efficacité de récupération et apports internes en double flux Vent Tirage thermique Consommation des auxiliaires de ventilation Infiltrations Entrées dair Débit spécifique Débit supplémentaire Déperditions Consommation Consommation de chauffage due au renouvellement dair

139 VENTILATION : DEBIT SPECIFIQUE Débit hygiénique de ventilation Régulation et gestion de la ventilation Perméabilité du réseau Coefficient de dépassement Efficacité, puissance, conduits, apports internes en DF Débit spécifique de ventilation

140 Exemples : Donné par les textes : Habitat : Arrêté de mars 1982 qui fixe les débits à extraire en logement Tertiaire : Règlement Sanitaire et Code du Travail Habitat T5, 2 Sdb : Qv pointe =225 m 3 /h et Qv base =135 m 3 /h Bureaux : 25 m 3 /h.occupant (Code du Travail) Salle de réunion : 30 m 3 /h.occupant (Code du Travail) VENTILATION : DEBIT SPECIFIQUE Débit hygiénique

141 Ouverture comportementale des fenêtres En tertiaire : non prise en compte En habitat : Ù Addition dune déperdition due à louverture des fenêtres pour le plaisir Ù 2h/jour, calculé avec surface ouverte de référence et ratio ouverture de fenêtres Ù A prendre en compte quel que soit le système de ventilation VENTILATION : DEBIT SPECIFIQUE Débit hygiénique

142 Systèmes mécaniques Manuelle (extrait) : 14h/semaine en grand débit Temporisée (extrait) : 7h/semaine en grand débit Hygroréglable : Voir Avis Technique Habitat Pas de régulation Présence (tout ou rien) : coeff. de réduction 0,9 Selon le nombre de personnes : coefficient de réduction 0,8 Tertiaire VENTILATION : DEBIT SPECIFIQUE Coefficient de gestion

143 Aération par ouverture des fenêtres Si système de ventilation = aération par ouverture des fenêtres : Ù débits entrant et sortant non maîtrisés : durée, conditions extérieures, courants dair Ù application dun coefficient moyen de dépassement débit hygiénique 1,8 ! VENTILATION : DEBIT SPECIFIQUE Coefficient de gestion

144 Perméabilité du réseau Coefficient de fuite du réseau C fr Valeur de C fr suivant le type et la classe du réseau Exemples : Ù Système de référence : classe A, P > 20Pa, C fr =1,06 Ù P > 20Pa, valeur par défaut : C fr =1,15 Coefficient de dépassement C d : prise en compte des contraintes de dimensionnement de linstallation et de la dispersion des caractéristiques de ces composants C d = 1,15 (Réf. et composants autoréglables certifiés) ou 1,30 VENTILATION : DEBIT SPECIFIQUE Coefficients de fuite et de dépassement

145 T comble T consigne T reprise T extérieure ECHANGEUR Efficacité CONDUIT (en habitat) Longueur Diamètre Nature Débit Isolation Position MOTO-VENTILATEUR Puissance Débit Position / Echangeur VENTILATION : DEBIT SPECIFIQUE Double flux

146 Échangeur de chaleur : Ù Calcul de la température dair soufflé avec efficacité Ù Calcul du débit énergétique équivalent Ventilateur calcul de la variation de température dair due au ventilateur avec : Ù la puissance électrique du ventilateur Ù la part dénergie électrique transmise à lair par pertes du moteur selon position échangeur - ventilateur Pertes en conduits Ù Tertiaire : en locaux non chauffés pertes négligées Ù Habitat : température des combles ou locaux non chauffés VENTILATION : DEBIT SPECIFIQUE Calculs en double flux

147 VENTILATION:DEBIT SUPPLEMENTAIRE Exposition au vent Perméabilité du bâtiment à lair Perméabilité entre façades et niveaux Entrées dair Débit supplémentaire

148 PERMEABILITE A L AIR 4 Rappel des valeurs référence et par défaut Débit m 3 /h.m²de paroi (hors planchers) sous 4 Pa 0,8 1,2 2,5 1,3 1,7 3,0

149 Tirage thermique ÙDépend de létanchéité entre les niveaux et hauteur de la zone Influence du vent sur le site ÙVitesse du vent sur le site (vitesse météo, zone de construction, hauteur du bâtiment…) ÙCoefficients de pression Cp VENTILATION:DEBIT SUPPLEMENTAIRE Cp > 0 Cp < 0 Vent h P tirage thermique

150 VMC simple flux Pint < Pext Extraction Infiltrations Entrées dair Exfiltrations VENTILATION:DEBIT SUPPLEMENTAIRE

151 Vitesse du vent météo Zone de construction Hauteur du bâtiment Perméabilité entre façades Orientation Influence du vent Perméabilité du bâti à lair Perméabilité entre niveaux, hauteur de zone Entrées dair Influence du tirage thermique Débit supplémentaire SF Débit hygiénique Coefficient de gestion (horaire…) Coefficient de dépassement (bouche autoréglable, certifiée ou non) Coefficient de fuite (C fr ) DF Efficacité de récupération Puissance et position des ventilateurs Isolation des conduits Débit spécifique DONNÉES DENTRÉE

152 VENTILATION : CONSOMMATION Débit spécifique Débit supplémentaire Consommation Consommation des auxiliaires de ventilation

153 Consommation des ventilateurs : elle est fonction Ùde la puissance du ventilateur Ùdu temps de fonctionnement Ùdu facteur de correction gestion et régulation des ventilateurs (0 ou 1) Puissance de préchauffage de lair neuf : Ùtempérature de préchauffage (15 ou 20°C) Ùtempérature de lair soufflé en présence de léchangeur Ùtempérature de lair soufflé en présence du ventilateur VENTILATION CONSOMMATION DES AUXILIAIRES

154 SUJETS A TRAITER POUR Th-C enveloppe ventilation chauffage eau chaude sanitaire éclairage (non résidentiel)

155 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Programmateur Type émetteur Qualité régulation Pertes au dos Réseau de distribution ? Type Position Isolation Régulation Circulateur Générateur(s): Caractéristiques Gestion Position Ventilation Eau chaude sanitaire Eclairage

156 SYSTEMES de CHAUFFAGE Caractéristiques thermiques de référence (Titre II, Chapitre V, articles 21 à 23) Caractéristiques thermiques minimales (Titre III, Chapitre IV, articles 46 à 53) Fixe des « garde-fous » à respecter

157 GENERATEUR DE CHAUFFAGE par effet Joule Autres systèmes convecteurs NF-BNF-C non NF-B Régulation par pièce quelconque

158 GENERATEUR DE CHAUFFAGE autre quà effet Joule chaudière condensation chaudière basse température chaudière standard moyenne du marché chaudière standard directive > 1/01/2003 : chaudière avec veilleuse

159 REGULATION DE TEMPERATURE DE LA GENERATION température variable température constante

160 GESTION EN SEQUENCE DES GENERATEURS avec priorité et isolement avec priorité sans isolement sans priorité

161 REGULATION DE LA DISTRIBUTION DE CHAUFFAGE fonction des besoins fonction température extérieure > 400 m2 température constante (sauf CIC)

162 REGULATION DES AUXILIAIRES DE CHAUFFAGE vitesse variable vitesse constante (+arrêt possible nuit / week end) vitesse constante arrêt avec saison chauffage vitesse constante pas d arrêt

163 LES BESOINS : AVANT / APRES RT 88 logement 4 annuels 4 saison de chauffage fixée 4 indépendant du système de chauffage 4 ne tiennent pas compte de lintermittence 4 valorisation de la surface des fenêtres et de leur orientation RT mensuels 4 par phase de chauffage 4 saison de chauffage calculée 4 dépendent de lémetteur et de sa régulation 4 tiennent compte de lintermittence 4 valorisation de lorientation des fenêtres

164 LES BESOINS DE CHAUFFAGE Ils sont calculés 4 pour chaque mois 4 pour chaque phase de fonctionnement du chauffage (normal, réduit,arrêt, pleine puissance) Ils dépendent 4 du rapport entre les apports et les déperditions 4 pour les logements, de linertie du bâtiment Linertie prise en compte pour le calcul de C et de Cref est la même

165 CALCUL DES BESOINS DE CHAUFFAGE 1) Déperditions de chaleur 4 tiennent compte: des émetteurs, de la régulation terminale, de lintermittence du chauffage 2) Apports 4 internes et solaires 4 pertes du système deau chaude 3) Durée de la saison de chauffage 4) Calcul des besoins de chauffage

166 DEPERDITIONS DE CHALEUR Entrées modifiant les déperditions : Ubat Débit ventilation Type zone Déperditions Type régulateur Type émetteur Type programmateur Inertie

167 DEPERDITIONS DE CHALEUR Type zone T consigne initiale Type régulateur Type émetteur T° consigne corrigée Variation temporelle Variation spatiale Etape 1 : Prise en compte de lémission et de la régulation

168 TYPES DEMETTEUR Référence

169 TYPES DE REGULATION Classe à retenir dans la plupart des cas en labsence dun certificat ou dun PV d essai par laboratoire indépendant selon normes du CEN TC247 Référence hors effet joule Référence effet joule

170 LES REGULATIONS TERMINALES Chauffage par effet joule Autres systèmes convecteurs 0.9K 1.5K 2.0K NF-BNF-C non NF-B Régulation par pièce quelconque

171 0 K système parfait 1.2 K Robinet thermostatique Cencer 1.5 K Robinet thermostatique 2.0 K Régulation par pièce quelconque Chauffage autre queffet joule LES REGULATIONS TERMINALES

172 DEPERDITIONS DE CHALEUR Ubat Débit ventilation Type zone Scénario usage programmateur Inertie Température équivalente semaine nuit week end T° consigne corrigée Etape 2 : Impact de lintermittence du chauffage

173 optimiseur + contrôle dambiance horloge + contrôle dambiance horloge sans contrôle dambiance (référence logement collectif > 400m²) occupation discontinue pas de dispositif TYPES DE PROGRAMMATEUR DINTERMITTENCE

174 DEPERDITIONS DE CHALEUR Ubat Débit ventilation Déperditions pour chaque mois T ° équivalente Scénario usage Etape 3 : Calcul des déperditions mensuelles

175 APPORTS DE CHALEUR Entrées modifiant les apports : Pertes systèmes ECS Type zone Apports Surfaces vitrées Orientation N/E/S/O/H* Facteur solaire* Ombres* Pertes ventilation * entrées optionnelles

176 APPORTS DE CHALEUR Apports internes 4 le type de zone donne la valeur des apports en W/m² 2 W/m² stockage, industrie… 4 W/m² logement, hébergement, enseignement… 7 W/m² bureaux, commerces… 4 les apports sont calculés pour chaque mois 4 les apports internes sont les mêmes pour le calcul du C et du Cref

177 APPORTS DE CHALEUR Apports solaires 4 lensoleillement est calculé mensuellement pour chaque orientation N/E/S/O/Horizontal 4 sont valorisés une bonne orientation des baies un facteur solaire élevé 4 différentes valeurs par défaut sont possibles masques lointains masques proches et facteur solaire orientation des baies il est possible de ne saisir que la surface totale des baies 4 la référence correspond aux valeurs par défaut

178 DUREE DE LA SAISON DE CHAUFFAGE La durée de la saison de chauffage est un résultat de calcul Elle dépend du rapport pour chaque mois entre: 4 les apports de chaleur 4 le coefficient de déperdition moyenne calculé à partir du Ubat et des déperditions par ventilation

179 CALCUL DES BESOINS DE CHAUFFAGE Pour chaque mois : calcul des besoins selon les 4 phases de marche chauffage 4 Relance 4 Normale 4 Réduit 4 Arrêt Pour chaque phase, détermination : 4 du niveau de puissance [kW] 4 de la durée [h]

180 LES 4 PHASES CHAUFFAGE Puissance (kW) Durée (h) Relance Normale Réduit Arrêt

181 CONSOMMATIONS DE CHAUFFAGE CALCULEES PAR PHASE BESOINS + PERTES DE DISTRIBUTION(*) + PERTES DE GENERATION (*) intégrant les pertes récupérées des distributions chauffage et ECS

182 DEFINITION DES EQUIPEMENTS Léquipement chauffage est déterminé dans les conditions nominales ( eb): 4 Type, gestion et puissance démission 4 Architecture et typologie de la distribution 4 Génération de chaleur et son mode de gestion La description de léquipement doit être réalisée par étapes en fonction dun découpage précis

183 SCHEMA TYPE DUN SYSTEME CHAUFFAGE Zone de chauffage (Besoins) Émetteur de chaleur Génération de chaleur Interface de gestion Programmation et régulation Distribution

184 DECOUPAGE DU PROJET POUR LE CHAUFFAGE : du besoin à la génération Le besoin chauffage peut être découpé avec un maximum de 3 niveaux : 4 Un ou plusieurs bâtiment avec pour chaque bâtiment : 4 Une ou plusieurs zones dusage avec pour chaque zone : 4 Un ou plusieurs groupe de chauffage Chaque niveau est relié à la génération par un réseau de distribution : 4 Interne au groupe 4 Inter-groupes 4 Inter-zones 4 Inter-bâtiments Quelques exemples … Bâtiment Zone de chauffage Groupe de chauffage Zone de chauffage Groupe de chauffage Génération de chaleur

185 Exemple simple : maison individuelle La maison est équipée dun chauffage individuel par radiateurs Le projet, le bâtiment, la zone et le groupe sont identiques Le groupe chauffage est relié directement à la génération de chaleur Bâtiment Zone de chauffage Groupe de chauffage Génération de chaleur

186 Exemple avec groupes : maison avec PCBT + radiateurs La maison est équipée de 2 groupes de chauffage : Plancher chauffant au RdC Radiateurs à létage Lensemble forme une zone avec le même mode de programmation Chaque groupe dispose dune distribution et interface adapté Lensemble est relié à la génération par une distribution inter-groupes Bâtiment Zone de chauffage Groupe de chauffage radiateurs Groupe de chauffage PCBT Génération de chaleur

187 Exemple plus complexe : bâtiment tertiaire Le bâtiment se découpe en 3 zones de chauffage, qui sont régulées de façon indépendante. Chaque zone peut être découpée en un ou plusieurs groupes, avec distribution inter-groupe. La distribution inter-zones raccorde les équipements à la génération. Bâtiment Zone 1 de chauffage Groupe de chauffage Génération de chaleur Zone 2 de chauffage Groupe de chauffage Zone 3 de chauffage Groupe de chauffage

188 Exemple avec 2 bâtiments Chaque bâtiment est composé de une ou plusieurs zones reliées entre elles par un réseau inter- zones Chaque bâtiment est relié à la génération de chaleur (chaufferie) par un réseau inter-bâtiments Bâtiment 1 Zone 1 de chauffage Groupe de chauffage Zone 2 de chauffage Groupe de chauffage Zone 3 de chauffage Groupe de chauffage Bâtiment 2 Zone 1 de chauffage Groupe de chauffage Génération de chaleur Zone 2 de chauffage Groupe de chauffage

189 Exemple pour le chauffage individuel en immeuble collectif X logements de surfaces différentes, mais avec : le même niveau disolation, déquipement ventilation, programmation, équipement de chauffage ECS et générateur = X logements de surface moyenne (Surface totale / X) Avec un générateur par logement

190 Ce principe de découpage permet : Lintégration de différents équipements de chauffage, distribution, interface de gestion et génération de chaleur. Lassociation de zones et dusages diversifiés Le traitement de différents cas possibles Bâtiment Zone de chauffage Groupe de chauffage Zone de chauffage Groupe de chauffage Génération de chaleur

191 ELEMENTS DEFINISSANT UN GROUPE Lémission avec son type, niveau de température et mode de gestion La distribution interne du type bitube, pieuvre, monotube, son niveau disolation et son mode de gestion. Chaque mode de distribution = modèle paramétrique qui permet de déterminer automatiquement les longueurs, diamètres et données associées Le niveau de température, disolation des canalisations et gestion du circulateur peuvent être valorisés.

192 EMISSION DE CHALEUR A EAU CHAUDE Le type : Radiateurs Ventilo-convecteurs, Aérothermes, CTA Plancher et plafond chauffants ( + pertes au dos éventuelle) Le niveau de température : Haute 50°K ou « normale » Moyenne 30°K radiateur basse température Basse 15°K plancher chauffant Le mode de gestion : Bitube vanne 2 ou 3 voies Monotube Commande du ventilateur associé en Tout ou Rien (TOR)

193 Radiateur ou émetteur 50 ou 30 Robinet Thermostatique ou Vanne 2 Voies Vanne 3 Voies ou Robinet monotube (by-pass) Ventilo-Convecteur Aérotherme ou CTA 50 ou 30 Ventilateur (local) piloté ou en marche permanente Plancher Chauffant Basse Température 15

194 EMISSION DE CHAUFFAGE RÉFÉRENCE Émetteur à haute : 50 Variation spatio-temporelle = 1.7 K Régulation en fonction du besoin du local Pas dauxiliaires démission (pas de ventilateur local) Les PLUS : Fonctionnement à basse : 30 ou 15 (PCBT) Variation spatiale < 1.7 K Les MOINS : Pertes au dos des émetteurs intégrés au bâti Variation spatiale > 1.7 K Régulation avec w > aux besoins Auxiliaires démission et leur commande (TOR …) T 50 Rth

195 Évolution de q et m selon le montage et la régulation de eau chaude K w - a m 3 /h q réseau Indice D distribution °C w moy. réseau °C retour réseau Indice q/q n réseau °C départ EC > au besoinf(besoin)> au besoinf(besoin) Régulation EC V3V bypassRob.therm ou V2VMontage

196 EFFETS DU CHAUFFAGE BASSE TEMPERATURE Améliore le niveau de confort (ST plus faible) Réduit les pertes de distribution (w-a plus faible) Augmente la puissance nominale des émetteurs à mettre en place Augmente le débit deau, le diamètre moyen du réseau de distribution et les consommations des auxiliaires Améliore le rendement de génération (si celui-ci peut fonctionner à basse température)

197 PERTES AU DOS DES EMETTEURS INTEGRES AU BÂTI Perte Qb = Qh.(A pcbt /A zone ).X b /100 4 X b = 100 (Ri/Rb) en [%] 4 Plancher / LNC ou extérieur Rb = 1/(b.Uo – Ri) 4 Plancher / vide sanitaire ou sous-sol Rb = 1/(Uo – Ri) 4 Plancher sur terre plein Rb = Ag/Lg – Ri 4 Ri = 0.20 (m²K/W) en général (résistance au dessus du plan chauffant) Exemple : 4 Apcbt sur LNC = 60m² et Azone = 100m² 4 Ri plancher = 0.20 Uo = 0.45 et b = Perte Qb = Qh (60/100) * 0.2/(1/( )) Qb = Qh soit 3,2% de pertes

198 VENTILATEUR DUN VENTILO- CONVECTEUR Attention : La référence démission nen prend pas en compte La puissance par défaut est de 50 W / kW chauffage La consommation dénergie est récupérable (avec la distribution chauffage) mais attention coefficient énergie primaire = 2.58 Mieux vaut : Vérifier la puissance réelle des ventilateurs (basse vitesse, valeur certifiée) Programmer le ventilateur en fonction du besoin (TOR …) Ventilateur (50W/kW chaud par défaut) piloté ou en marche permanente

199 DISTRIBUTION CHAUFFAGE CENTRALISE DU GROUPE 4 types : Bitube Pieuvre ou centralisé Monotube série dérivé Bitube PCBT 2 modes de pose : Apparent Encastré en dalle Un niveau disolation thermique en fonction du diamètre des canalisations A partir de paramètres simples ( Surface, nombre de niveaux, position, niveau disolation, …) modèle paramétrique estimant automatiquement les longueurs, diamètres, coefficients de pertes de chaleur et charge du circuit. Le concepteur peut éventuellement indiquer ses propres valeurs.

200 Bitube apparent Pieuvre incorporée en dalle Boucle monotubePlancher chauffant

201 REFERENCE DE DISTRIBUTION DU CHAUFFAGE Les longueurs, emplacements, le mode et type de distribution sont identiques pour le projet et la référence La perte de charge [kPa] des réseaux projet et référence sont identiques U [W/(m.K)] de référence des canalisations : 4 Dans le volume chauffé à lair libre U = De(mm) Dans le volume chauffé incorporé en dalle U = De(mm) Hors volume chauffé ( classe 2 isolant ) U = De(mm)

202 COEFFICIENT U des CANALISATIONS DE CHAUFFAGE E Isolant Classe E Isolant Classe E Isolant Classe E Isolant Classe E Isolant Classe E Isolant Classe E Sous fourreau jeu 50 % E Sous fourreau jeu 30 % E Nu à lair libre BuAu De maxi De mini Type disolation U (W/m.K) = Au De (mm) + BuDe (mm) = q(m 3 /h) 0.4 A minima hors volume chauffé A minima pour les circuits en dalle

203 AMELIORATIONS DE LA DISTRIBUTION CHAUFFAGE Isolation renforcée des canalisations (dans ou hors zone chauffée) 4 Tube isolé ou large fourreau dans les parcours en volume chauffé 4 Classe isolant > 2 hors volume chauffé Nota : Zone ou local chauffé ==> au moins égale à 12°C en période occupation Fonctionnement à basse température Fonctionnement à débit variable (réduction du débit deau et écart de )

204 PENALISATIONS DE LA DISTRIBUTION DE CHAUFFAGE Les réseaux à constante Les réseaux mal ou non isolés 4 Tubes incorporés en dalle sans fourreau et lame dair 4 Parcours collectifs en sous-sol, extérieur, en sous-station, local de production de chaleur

205 CALCUL DES PERTES DE DISTRIBUTION DE CHAUFFAGE Qd (Wh) = Ui.Li.( w - amb ).t 4 Li [m] et Ui [(W/(.K)] = longueur et coefficient U du tronçon « i » du réseau de distribution w = moyenne [°C] du réseau chauffage durant la phase amb de lespace où circule le réseau = i – b (i-e) b = coefficient de réduction de température i = intérieure de chauffage e = extérieure moyenne du mois 4 t = durée de la phase [h] Éléments à valoriser : 4 Tous les Ui < Ui référence w de distribution < w de distribution référence

206 Zone chauffée a Générateur Émetteurs de chauffage Perte de distribution hors zone chauffée Non récupérable Perte de distribution dans zone chauffée récupérable (lnc) = a – b ( a- e)

207 AUXILIAIRES CHAUFFAGE Leur puissance électrique Pcir est fonction de : Sa puissance hydraulique Ph [W] = qn. Hmn / 3,6 qn = débit nominal deau du circuit [m 3 /h] Hmn = hauteur manométrique nominale du circuit [kPa] Son efficacité (valeur moyenne proposée par les Th-C) Eff = Ph / 15.3 Soit : Pcir [W] = Ph / Eff

208 AUXILIAIRES CHAUFFAGE Leurs consommations dénergie sont fonction : 4 de la durée de marche t [h] (permanente ou asservie) 4 du type ( vitesse constante ou variable ) 4 du rapport q/qn ( débit réel/débit nominal) Qcir [kWh] = Pcir. t. Fcpr avec : Fcpr = 1.00 pour les circulateurs à vitesse constante Fcpr = 1.05 (q/qn) pour les circulateurs à vitesse variable Si la pompe est arrêtée durant la phase arrêt chauffage : Fcpr = 0 durant cette phase

209 LES ELEMENTS INTER-GROUPES … INTER-BATIMENTS Un réseau du type bitube équilibré et isolé (en fonction de sa position) dans tous les cas. Un modèle paramétrique possible pour linter-groupes Les caractéristiques réelles des réseaux inter-zones et inter- bâtiments ( par simplification, si le niveau disolation et régulation est >= à la référence, les réseaux peuvent être négligés en référence et en projet) Le niveau de température, disolation des canalisations et gestion du circulateur peuvent être valorisés. Les longueurs, les positions de référence et projet sont toujours identiques

210 LES ELEMENTS DE LA GENERATION A EFFET JOULE Générateurs confondus avec lémetteur Caractéristiques : 4 puissance, 4 classe spatio-temporelle de lensemble « émetteur- régulation terminale » : convecteurs, plancher chauffant inertiel ou non, plafonds chauffants modulaire ou film, aérothermes, ventilo- convecteurs,… avec régulation NF-C, NF-B ou régulation sans certification,… Pertes de génération = 0 Consommation dauxiliaires = 0 (sauf pour les ventilo-convecteurs)

211 LES ELEMENTS DE LA GENERATION CENTRALISEE DE CHALEUR Le nombre, les puissances nominales et les performances des générateurs ( rendement, auxiliaires, …) Son mode de gestion et niveau de température Sa position (mono-zones ou multi-zones) et despace tampon Le ou les circuits chauffage et ECS raccordés à la génération

212 PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DUN GENERATEUR A COMBUSTIBLE LIQUIDE OU GAZEUX Type de générateur (référence, standard, basse température, condensation,, …) Pn puissance nominale [kW] Rendements à charge nominale et partielle [%/PCI] Pertes à larrêt [W à 30°] Puissance électrique des auxiliaires [W] Présence ou non dune veilleuse minimale en marche continue

213 AUTRES GENERATEURS PRIS EN COMPTE DANS Th-C (§11.6) Générateurs air chaud à gaz Tubes et panneaux radiants gaz Radiateurs gaz Chaudières bois Pompes à chaleur Raccordement à un réseau de chaleur

214 GENERATEURS PAS ENCORE PRIS EN COMPTE DANS Th-C (juin 2001) Systèmes solaires actifs (plancher solaire direct, capteurs + installation classique,..) Cogénération; … Insertions dans une prochaine mise à jour des règles Th-C

215 DE LA CHARGE INSTANTANEE A LA CONSOMMATION Données de charge : Pch = Puissance = Besoin chauffage Niveau de température (en fonction mode de régulation) Température du local génération Durée de la phase Générateur de chaleur : gen = maxi ( ch, mini gen) Pch/Pn = taux de charge Caractéristiques générateur Rendement utile [%/PCI] et consommation dénergie [kWh] Durée de marche [h] des auxiliaires et du générateur Pertes de chaleur éventuellement récupérables( (mono-zone)

216 00.3 PnPchPn P [kW] Pertes [kW] Courbe dévolution des pertes selon la charge pour une gen donnée Pertes à larrêt Pertes à charge 30 % PERTES DE GENERATION SELON LA CHARGE

217 REFERENCE POUR LA GENERATION (autres quà effet Joule) Puissance nominale [kW], nombre et emplacement définis par le concepteur Rendements sur PCI, pour Pn 400kW) 4 à charge 100 % et 70°C R nom % = log 10 Pn (89,2) 4 à charge 30 % et 50°C R 30 % = log 10 Pn (88,2) % Pertes arrêt/Pn, à charge nulle et 30 = 1.75 – 0.55 log 10 Pn Puissance des auxiliaires [W] : Paux = Pn minimale de fonctionnement = 45 °C Fonctionnement à variable, en cascade avec isolement hydraulique des générateurs inutilisés

218 BONIFICATIONS POUR LES GENERATEURS A COMBUSTIBLE Les performances réelles de la génération 4 Données constructeurs certifiées 4 Générateurs à basse température, à condensation … 4 Pertes à larrêt réduites 4 Puissances dauxiliaires réduites 4 Température de fonctionnement inférieure à 45°C Les chaufferies composées La gestion avec priorité des générateurs performants

219 PENALISATIONS POUR LES GENERATEURS A COMBUSTIBLE Les chaudières standard ou < générateur de référence La marche à constante Des données constructeurs non certifiées ou lutilisation des valeurs par défaut Des pertes à larrêt et des puissances dauxiliaires importantes La mini de fonctionnement par défaut = 45°C >ref Les chaufferies composées sans cascade et/ou sans isolement

220 PERTES RECUPERABLES DE LA GENERATION ( dans le cas dun équipement mono-zone ) Pertes par les parois : Q par_rec = Parrêt nom (/30) 1.25 (1-b) p -Qp.g t c Pertes des auxiliaires de génération : 4 Q aux.g rec = 0.54 Q aux.g (1-b) t f-g avec : = gen – local et b = coefficient de réduction de température Parrêt nom = pertes à larrêt nominales [W] Q aux-g = puissance des auxiliaires [W] p -Qp.g = % des pertes par les parois du générateur : 0.50 Brûleur atmosphérique 0.75 Brûleur à air soufflé ou flux forcé t c = durée de la période [h] t f-g = durée de marche du générateur (h]

221 COMPARATIF ENTRE GENERATEURS REFERENCE / STANDARD 00.3 PnPchPn P [kW] Pertes [kW] Générateur standard Générateur de référence Pertes > à la référence Point de marche

222 COMPARATIF ENTRE GENERATEURS REFERENCE / BASSE TEMPERATURE 00.3 PnPchPn P [kW] Pertes [kW] Générateur basse température Générateur de référence Pertes < à la référence Point de marche

223 SUJETS A TRAITER POUR Th-C enveloppe ventilation chauffage eau chaude sanitaire éclairage (non résidentiel)

224 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Génération Ventilation Besoins Nombre points de puisage Réseau bouclé ? Eau chaude sanitaire Géométrie boucle Isolation boucle Gestion circulateur Eclairage

225 BESOINS DEAU CHAUDE SANITAIRE CE QUI CHANGE : Prise en compte de leau chaude sanitaire en bâtiments résidentiels ET en bâtiments non résidentiels

226 ECS : LES BESOINS Conventions selon les types d activités 4 non prise en compte dans certaines zones : enseignement, bureaux, spectacle, industrie, transport, commerce 4 autres zones : a = nombre litres à 40°C/(unité.semaine) Qw = 1,163.a.Nu.(40 - Tef).Nsem [Wh/mois] avec : Nu = nombre dunités Nsem = nombre de semaines (hors vacances)/mois Tef = température moyenne mensuelle deau froide

227 ECS : LES BESOINS Besoins unitaires « a » et types dunité dépendent logements a = 12,2 l/(m² habitable.semaine) hôtels a = 665 à 1570 litres/(chambre.semaine) restauration a = 45 à 225 litres/(repas.semaine) établissement sanitaire a = 120 à 1050 l/(lit.semaine) établissement sportif a = 1200 l/(douche.semaine) de l usage de la zone de facteurs complémentaires (pour établissements sanitaires, restauration, hôtels)

228 BESOINS DECS : DONNEES DENTREE Paramètres automatiquement définis à partir de données déjà saisies : 4 Tef mensuelles selon la zone climatique 4 type dunité selon lactivité de la zone Données dentrée spécifiques pour Becs : - nombre dunités (repas/jour, lits, chambres, m²) - données complémentaires : avec ou sans blanchisserie, hébergement, cuisine traditionnelle ou self, nombre détoiles

229 SYSTEMES dECS Caractéristiques thermiques de référence (Titre II, Chapitre VI, articles 24) Caractéristiques thermiques minimales (Titre III, Chapitre V, articles 54 à 57) Fixe des « garde-fous » à respecter

230 STOCKAGE dECS chauffe-eau électrique Si Vs Cr =1.25 Vs -1/3 Si Vs > 500 l ==> Cr =2 Vs -0.4 Si Vs v Cr =0.22 Si Vs h > 200 l ==> Cr =0.30 Vs réf = Vs projet

231 STOCKAGE dECS Autres quélectriques Cr = 3.3 Vs Accumulateur gaz : performance de la EN 89 chauffe-bain : performance de la EN 26 Vs réf = Vs projet

232 DISTRIBUTION dECS MAINTENUE en TEMPERATURE (BOUCLE OU TRACAGE) Pertes = 2 d [Wm.K] Pertes = 3.3 d [Wm.K] d isolant

233 CONSOMMATIONS DECS BESOINS + PERTES DE DISTRIBUTION +PERTES DE STOCKAGE + PERTES DE GENERATION CALCULS MENSUELS (+ CONSOMMATIONS DES AUXILIAIRES)

234 CONVENTIONS DE CALCUL POUR LA DISTRIBUTION ECS INDIVIDUELLE (non bouclée) Forfait par point de puisage correspondant à lélimination du bouchon deau froide dans le réseau : 4 5 ml de tube 16/18 soit 1,2 litre deau ecs = 55°C et a = i normale de chauffage 4 4 puisages/jour en résidentiel, 3 dans les autres cas

235 DISTRIBUTION ECS COLLECTIVE BOUCLE ou MAINTIEN EN TEMPERATURE Calcul des pertes de chaleur selon : 4 Larchitecture et la typologie (longueurs, isolation et position du réseau ECS -->bouclage ou traçage) 4 La durée et le rythme dusage de la boucle ECS Lécart de température ecs (55°C) et lambiance ou circule le réseau Calcul de la consommation du circulateur de bouclage ECS selon ses caractéristiques

236 COEFFICIENTS U DES CANALISATIONS CHAUFFAGE ET ECS E Isolant Classe E Isolant Classe E Isolant Classe E Isolant Classe E Isolant Classe E Isolant Classe E Sous fourreau jeu 50 % E Sous fourreau jeu 30 % E Nu à lair libre BuAu De maxi De mini Type disolation U (W/m.K) = Au De (mm) + Bu

237 DISTRIBUTION ECS COLLECTIVE : 2 METHODES Simplifiée Calcul automatique des longueurs et diamètres du circuit en fonction du nombre de points de puisage, de niveaux, de colonnes et surface de zone Choix du niveau disolation (colonne et horizontal), mode de fonctionnement du réseau … Détaillée Le concepteur détermine les longueurs, les diamètres, lisolation, position de la boucle de distribution ECS et mode de fonctionnement, la puissance du circulateur de bouclage …

238 STOCKAGE ECS Le volume et la position du stockage sont déterminés par le concepteur Leau chaude est stockée à 65°C Les mêmes volume et position sont appliqués à la référence et au projet Seul le niveau disolation du stockage Cr [Wh/l.K.jour] peut être valorisé

239 PERTES DE STOCKAGE ECS Qg,w (kWh) = Vs Cr ( ecs- amb) nj.occ 4 Vs : volume de stockage [litres] 4 Cr : constante de refroidissement [Wh/l.K.jour] ecs = 65°C amb = i – b ( i- e) b = coefficient de réduction de température du local non chauffé où est situé le stockage i = température intérieure de chauffage e = température moyenne extérieure du mois nj.occ = nombre de jours doccupation du mois

240 PERTES ECS RECUPERABLES SONT PRIS EN COMPTE : La distribution individuelle non bouclée Les pertes du stockage sil est en volume chauffé Les parties collectives dans le volume chauffé 70 % de la consommation des circulateurs de bouclage situés en volume chauffé Ces pertes récupérables sont directement associées aux apports gratuits et solaires dans le calcul du besoin chauffage

241 GENERATEURS DECS PRIS EN COMPTE DANS LES REGLES Th-C Chauffe-eau électriques (§9.1) Générateurs à combustible mixte ou raccordement à un réseau de chaleur (chauffage + ECS) à production instantanée dECS (gaz seulement) ou alimentant un préparateur dECS (§11.6) Chauffe-eau gaz (§11.6) Accumulateur gaz (§11.6)

242 SUJETS A TRAITER POUR Th-C enveloppe ventilation chauffage eau chaude sanitaire éclairage (non résidentiel)

243 ENTREES des REGLES Th-C Caractéristiques Bâti découpage en zones Chauffage Projet Génération Ventilation Eau chaude sanitaire Puissance installée Eclairage naturel Dispositif de gestion Eclairage

244 ECLAIRAGE Domaine dapplication - les bâtiments non-résidentiels - léclairage général sont exclus : les éclairages extérieurs, des logements de fonction, des parkings, de mise en valeur des marchandises, de sécurité.

245 ECLAIRAGE Eléments pris en compte Puissance installée: 4 performance des sources et accessoires Durée de fonctionnement - éclairage naturel - dispositif de gestion

246 ECLAIRAGE Principe du calcul de la consommation [Wh/an] tecl zone : nombre dheures de fonctionnement annuel de léclairage de la zone en fonction : - du type dusage : scolaire, bureau... - de léclairage naturel - du type de gestion Pecl zone : puissance déclairage de la zone [W]

247 ECLAIRAGE Principe du calcul de la consommation tecl = C1. t enuit_type + C1.C2.C3.C4. t ejour_type 6 coefficients à déterminer : - les durées types « nuit » et « jour » - les facteurs de correction C1,C2, C3, C4

248 ECLAIRAGE : Définition de tecl (1) tecl = C1. + C1.C2.C3.C4. t enuit_type t ejour_type

249 ECLAIRAGE : Définition de tecl (2) tecl =. t enuit_type +.C2.C3.C4. t ejour_type C1

250 REGULATION DE LECLAIRAGE éclairement intérieur avec gradation détection de présence pour lextinction horloge + interrupteur commande manuelle par pièce commande manuelle multi pièce

251 ECLAIRAGE : Définition de tecl (3) tecl = C1. t enuit_type + C1.C2..C4. t ejour_type C3 Déterminer Ic (indice de clarté) et Ip (indice de profondeur Calculer Ic-5.Ip

252 ECLAIRAGE : Définition de tecl (4) tecl = C1. t enuit_type + C1.C2.C3.. t ejour_type C4

253 ECLAIRAGE : Définition de tecl (5) tecl = C1. t enuit_type + C1..C3.C4. t ejour_type C2

254 ECLAIRAGE Marche à suivre 1 ère étape : ==> découpage du bâtiment par zone (selon les accès à léclairage naturel, puis selon le type dactivité et les systèmes de gestion) ==> définition des 4 coefficients C1, C2, C3,C4 et calcul de tecl par zone pour le projet et sa référence 2 ème étape : vérification des garde-fous 3 ème étape : définition de Pecl pour chaque zone pour le projet et sa référence 4 ème étape : calcul des Cecl zone et Cecl pour le projet et sa référence 5 ème étape : éventuel « écrêtement » de Cecl

255 ECLAIRAGE : 1 ère étape Découpage du bâtiment selon les zones définies à partir des 3 critères (éclairage naturel, type dactivité, type de gestion) Attention ! Découpages du projet et de la référence IDENTIQUES Pour léclairage naturel ==> 2 méthodes méthode globale ou méthode détaillée

256 ECLAIRAGE : 1 ère étape OPTION « Méthode globale » Découpage du bâtiment en 2 parties - partie pouvant bénéficier déclairage naturel, surface = A eclnat calcul de Ic et Ip C3 - partie ne pouvant pas bénéficier déclairage naturel C3 = 1, surface = A totale - A eclnat

257 ECLAIRAGE NATUREL Méthode globale Cas où A eclnat = Alocaux

258 ECLAIRAGE NATUREL Méthode globale Cas général : A ecl = a ecl 5m a ec Locaux sans accès à lumière du jour Partie de local muni de baies bénéficiant déclairage naturel Partie de local muni de baies ne bénéficiant pas déclairage naturel Luminaires à commande indépendante à >5m de la baie a ec Luminaires à commande non indépendante à >5m de la baie

259 ECLAIRAGE NATUREL Méthode globale Indice de clarté :Ic = 100. Av. df / A eclnat Surface vitrée de baie Facteur de transmission diffuse baies pour la partie du bâtiment bénéficiant de l éclairage naturel Indice de profondeur : Ip = A eclnat / 1,3.péri Longueur équivalent de façade

260 ECLAIRAGE NATUREL OPTION « Méthode détaillée » Découpage du bâtiment en locaux ou groupes de locaux identiques pouvant bénéficier déclairage naturel calcul de Ip et Ic par local C3

261 ECLAIRAGE NATUREL Méthode détaillée Indice de clarté :Ic = 100.Av. df / A local Surface vitrée de baie Facteur de transmission diffuse pour chaque local ou partie de local bénéficiant de léclairage naturel Indice de profondeur : Ip = pf / h Profondeur du local hauteur plan utile/linteau

262 ECLAIRAGE NATUREL Méthode détaillée hauteur plan utile/linteau Pf h hauteur plan utile/linteau Pf si commande indépendante h Ip=1

263 exemple de zonage dun hôtel 3* selon lusage et la lumière du jour Locaux avec accès à léclairage naturel Locaux sans éclairage naturel

264 ECLAIRAGE : 1 ère étape Calcul de tecl et teclref tecl : défini à partir de C1, C2, C3 et C4 des zones du projet et de leurs types dusage teclref : gestion par commande manuelle : C1=1, (art.28) pour les zones avec lumière du jour : accès moyen : C3 = 0,8 C4 = 0,6 (art.27); pour le reste : idem projet.

265 Exemple dun bureau Interrupteur interrupteur + détection présence détection présence + régul éclairement

266 ECLAIRAGE : 2 ème étape Vérification des garde-fous (chapitre VI de larrêté) Art.59 : si les occupants peuvent commander léclairage interrupteur/local ou détection ou programmation ou télécommande depuis chaque poste de travail Art.60 : si commande par personnel de gestion dérogation locale on/off ou visualisation depuis le lieu de commande

267 ECLAIRAGE : 2 ème étape Art.61 : en locaux à plusieurs usages avec niveaux d éclairement différents dispositif de gestion pour modifier le niveau d éclairement Art.62 : dans un local avec : - points déclairage à moins de 4m dune baie et P > 200W - points d éclairage à plus de 4m et P > 200W commande séparée des points 4m Art.63 : pas de mise en route automatique si l éclairage naturel est suffisant. Art.64 : si surface éclairée > 1000m² dispositif de suivi des consommations

268 ECLAIRAGE : 3 ème étape Définition de Pecl Pecl = puissance installée [W] 4 si Pecl non connue ==> Pecl = 1,5.Pecl ref 4 si éclairage par luminaires non prévu à la construction en zone dhébergement ==> Pecl = 0

269 Exemple dun bureau Eclairement maintenu 400 lux sur 10 m² 2 plafonniers 4 tubes 18W T8 ou 14 W T5

270 ECLAIRAGE : 3 ème étape Définition de Pecl ref (Art.26) Puissance de référence méthode globale 4 16 W/m² bureaux et commerces 4 15 W/m² enseignement, salle de conférences W/m² hôpitaux, hôtels, restaurants 4 10 W/m² sport, stockage, transport si éclairage général insuffisant ==> 3W/m² pour 100 lux

271 ECLAIRAGE : 3 ème étape Définition de Pecl ref (Art.26) Puissance de référence méthode détaillée 4 6 W/m² stockage et archives 4 12 W/m² halls daccueil et circulations 4 15 W/m² autre local de plus de 30 m² 4 18 W/m² autre local de moins de 30 m² Local demandant E>600lux ou éclairage général insuffisant : ==> local < 30 m² : 4 W/m² pour 100 lux ==> local > 30 m² : 3 W/m² pour 100 lux

272 ECLAIRAGE : 4 ème et 5 ème étapes Calcul de Cecl et Cecl ref Cecl = Puissance * tecl Cecl ref = Puissance ref * teclref Limitation des compensations si C ecl < 0,9.C eclréf C ecl = 0,9.C eclréf si C ecl > 1,1.C eclréf C ecl = 1,1.C eclréf +10% -10%

273 LES COEFFICIENTS C et Cref 4 Consommations pour le chauffage 4 Consommations pour leau chaude sanitaire 4 Consommations des auxiliaires 4 Consommations déclairage (tertiaire) 4 Pour chaque énergie 4 Pour chaque mois 4 Transformées : en consommation annuelle (kWh/an) en énergie primaire (kWh ep/an) C (kWh ep) = 2,58 C (kWh) élec. + C (kWh) autres énergies Cref (kWh ep) = 2,58 Cref (kWh) élec. + Cref (kWh) autres énergies

274 THERMIQUE DETE OBJECTIFS Bâtiment non climatisés Limiter les surchauffes en été Bâtiments climatisés Limiter les consommations de climatisation

275 CLIMATISE OU NON CLIMATISE ? Bâtiment (ou zone) climatisé (e) 4 Production de froid par machine thermodynamique 4... pour le confort des personnes Bâtiment non climatisé = autres cas + refroidissement thermodynamique de l'air neuf sans accroissement des débits traités au- delà du double des besoins d'hygiène

276 ZONES CLIMATIQUES DETE

277 BATIMENT NON CLIMATISE Les moyens du confort dété Ventilation par ouverture des baies Inertie thermique Protection solaire des baies

278 BATIMENT NON CLIMATISE APPLICATION Conformité du bâtiment par rapport à la référence 4 Méthode directe ou calcul (Th-E) 4 Possibilité de justifier par zone Contrôle des caractéristiques minimales 4 Chaque chambre : protection solaire 4 Chaque local : mobilité des baies Pas dexigence si la surface de baie est très faible (2% de la surface de plancher)

279 BATIMENT NON CLIMATISE Art. 13 : La protection solaire de référence de chaque baie tient compte : de la zone climatique (Ea, Eb, Ec, Ed) de linertie du bâtiment (légère, moyenne lourde, très lourde) de lexposition au bruit de la baie (BR1, BR2, BR3) de lorientation et de l inclinaison de la baie

280 BATIMENT NON CLIMATISE PRISE EN COMPTE DU BRUIT Le bruit conduit à la fermeture des fenêtres et donc à une diminution de la ventilation Les exigences thermiques sont renforcées : pour les locaux de sommeil exposés Ô pour tous les locaux dhabitation et dhébergement fortement exposés 3 classes dexposition au bruit : BR1, BR2, BR3

281 DETERMIONATION DE LEXPOSITION AUX BRUITS (annexe II) La classe de bruit BR est déterminée par : 4 la catégorie de linfrastructure (1 à 5) donnée par arrêté préfectoral 4 la distance de la baie à linfrastructure 4 la vue de linfrastructure depuis la baie (vue directe, partielle, masquée, arrière protégé, cour fermée)

282 BATIMENT NON CLIMATISE Art. 36 : Ouverture des baies de chaque local courant > 30 % de leur surface (> 10 % pour les locaux de grande hauteur) garantir la possibilité daérer. Art.35 : Chaque baie de chambre a une protection solaire minimale : facteur solaire S < Sref

283 BATIMENT NON CLIMATISE 2 voies pour respecter l exigence Méthode simplifiée : vérifier que la protection solaire de chaque baie est au moins égale à celle prise en référence OU Calcul : vérifier que T ic T ic ref pour valoriser : 4 les systèmes de ventilation dété, 4 les protections solaires différentes selon les baies 4 les masques architecturaux, 4 linertie séquentielle 4 Les baies en partie supérieure des locaux de grande hauteur

284 BATIMENT NON CLIMATISE 2 voies pour respecter lexigence

285 METHODE SIMPLIFIEE: ETAPE 1 facteur solaire de référence Sref ? BR3BR2BR1 Exposition au bruit EdEcEbEaZone climatique OrientationInertie Facteur solaire de référence 0,45 Très lourde Lourde Horizontale/inclinée Verticale courante Moyenne Verticale nord Légère

286 METHODE SIMPLIFIEE: ETAPE 2 facteur solaire par baie (Th-S) Sbaie

287 Exemple de prestations en logement chambre à Lille (Ea) en zone calme (BR1) une inertie moyenne, des stores intérieurs sur les baies verticales courantes, pas de stores sur les baies verticales au nord.

288 Exemple de prestations en logement chambre à Paris (Eb) en zone bruyante BR2) une inertie moyenne, des stores extérieurs sur les baies verticales courantes, des stores extérieurs opaques sur les baies de toiture.

289 Exemple de prestations en logement chambre à Nice (Ed) en zone très bruyante (BR3) une inertie lourde, des volets ou stores extérieurs opaques sur les baies verticales, et aucune baie de toiture.

290 Autre exemple : quelles protections solaires sur les bureaux ?

291 Bureaux : exemple de recherche des protections solaires nécessaires

292 CALCUL : DEROULEMENT 1 ère étape : calcul des températures intérieures conventionnelles : 4 référence (Tic ref ) 4 projet non optimisé (Tic) 2 ème étape : optimisation Tic Tic ref 4 inertie 4 orientations baies 4 facteurs solaires

293 CALCUL : PRINCIPES DE Th-E Calculs en régime dynamique avec un modèle 5 R/1 C

294 Bureaux : exemple de résultats des calculs pour le dernier étage 43,742,239,537,9 T ic du projet [°C] 40,939,437,836,4 T icref [°C] Zone EdZone EcZone EbZone Ea Le dernier étage sans protection solaire nest pas conforme, quelle que soit la zone climatique dété. Il faut corriger !

295 39,638,137,736,1 Tic [°C] Stores intérieurs clairs S, E et O Stores intérieurs clairs au sud Correction utilisée avec Th-E Stores extérieurs clairs partout Stores extérieurs clairs S, E et O. Stores intérieurs foncés N Stores intérieurs foncés S, E et O Correction nécessaire (méthode simplifiée sans calcul) 40,939,437,836,4 T icref [°C] Zone EdZone EcZone EbZone Ea Bureaux : exemple des résultats de recherche de conformité pour le dernier étage

296 BATIMENT CLIMATISE APPLICATION Obligation de moyens : 4 protection solaire 4 maîtrise de la ventilation 4 efficacité des équipements Distinction entre habitation et autres bâtiments («non résidentiels») Règles transitoires : à partir de 2003, consommations de climatisation

297 HABITAT CLIMATISE Maîtrise des apports solaires : Art. 38 : Facteur solaire moyen des baies valeur limite Protection égale à celle dun bâtiment non climatisé avec inertie lourde en exposition BR1 Maîtrise de lefficacité des équipements : 4 Art. 67 à 69 : exigences communes à toutes les installations de climatisation

298 HABITAT CLIMATISE 1 ère étape : facteur solaire moyen maximal S mb-max EdEcEbEaZone climatique S mb-max 0,25 Orientation Horizontale Verticale courante Verticale nord

299 HABITAT CLIMATISE 2 ème étape : facteur solaire moyen des baies S mb S mb-max ? Pour chaque baie A baie : surface [m²] S baie : facteur solaire (selon Th-S) Calcul pour chaque orientation Verticale nord Verticale sud, ouest et est Horizontale

300 BATIMENTS NON RESIDENTIELS CLIMATISES Maîtrise des apports solaires : Art.37 : Rose = Ratio douverture solaire équivalente valeur limite Maîtrise de lefficacité de la ventilation : 4 Art.65 : dispositifs spécifiques de ventilation 4 Art.66 : portes daccès avec dispositif de fermeture après passage Maîtrise de lefficacité des équipements : 4 Art.67 à 69 : exigences communes 4 Art.70 : suivis consommation et température

301 NON RESIDENTIEL CLIMATISE 1 ère étape : ratio douverture solaire équivalente maximal « R ose-max » EdEcEbEaZone climatique « R ose-max » 0,250,350,250,30

302 NON RESIDENTIEL CLIMATISE 2 ème étape : ratio douverture solaire équivalente R ose R ose-max ? F ma : coefficient de masque architectural Calcul avec toutes les baies sauf verticales nord 0,70Balcon loggia ou auvent de grande portée au sud 0,75Débord de toit, pare soleil ou auvent au sud 1,00Pas de masque ou valeur par défaut F ma Type de masque

303 Exemple pour lhôtel climatisé 3*

304 Calcul de « Rose » pour contrôler la conformité de lhôtel 3* chambres : A baies =186m², Sbaies = 0.68 sas entrée : A baies = 22 m², Sbaies = 0.68 rez de chaussée : Abaies = 50m², Sbaies = 0.36 Afaçades = 1568m² Rose = < Rose maxi quelle que soit la zone climatique d été

305 CLIMATISATION Exigences minimales pour toute installation Art.67 : pompes munies de dispositif darrêt Art.68 : par local ==> dispositif d arrêt manuel + régulation f(Ti) - si système débit dair variable => dispositif commun à plusieurs locaux < 100m² (+régulation du débit soufflé dans augmentation de perte de charge) - si plancher rafraîchissant => dispositif commun à plusieurs locaux < 150m² - pour les VCV froid seul => ventilateur asservi à Ti + programmation de larrivée de froid

306 CLIMATISATION Exigences minimales pour toute installation Art.69 : interdit de chauffer puis refroidir lair ou refroidir puis chauffer lair avant sa diffusion dans le local (sauf chauffage par récupération sur production de froid)

307 CLIMATISATION Art.65 : dispositifs spécifiques de ventilation. Art.66 : portes daccès avec dispositif de fermeture après passage Art.70 : si climatisation sur > 400m² ==> dispositif de suivi des consommation et mesure de Ti sur au mois un local / partie de réseau de distribution Exigences minimales supplémentaires pour les installations en non résidentiel


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