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1 Objectifs Extension de la méthode de calcul de la Performance Energétique des Bâtiments neufs. Développement des adaptations et des compléments nécessaires.

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1 1 Objectifs Extension de la méthode de calcul de la Performance Energétique des Bâtiments neufs. Développement des adaptations et des compléments nécessaires à la méthode existante pour la prise en compte des destinations de bâtiments non encore visées par les réglementations régionales. Architecture et Climat-UCL-LOCI Gratia Elisabeth Dartevelle Olivier 2011

2 2 Objectifs Tâche 1: Définir précisément les catégories de bâtiments envisagées Tâche 2: Tester et vérifier, voir corriger, les paramètres Tâche 3: Développer un module « eau chaude sanitaire » adapté aux différentes catégories de bâtiments Tâche 4: Définir : une consommation caractéristique annuelle de référence (Energie primaire) pour chaque catégorie de bâtiments le(s) niveau(x) dexigence qui pourrai(en)t être adopté(s) pour chaque Région Tâche 5: Test

3 3 Tâche 1 - catégories La définition de la zone de ventilation doit être revue en expliquant que les hypothèses concernant la ventilation seront les hypothèses de la fonction la plus défavorable (vis-à-vis du temps de fonctionnement de la ventilation) sauf si…. Voir document « principes division du bâtiment » texte IBGE: ok VEA: pas de modification de la définition de la zone de ventilation IBGE: pourquoi proposez-vous qu'on demande si un système de régulation permet de distinguer des temps de fonctionnement de la ventilation Fvent de 0,3 ou de 0,4, alors que dans la méthode de calcul actuelle, pour les bureaux, rien ne conditionne l'utilisation du facteur Fvent 0,3 au lieu du facteur 1,0.

4 4 Tâche 1 - catégories La première, fvent de la fonction la plus défavorable (dans le cas où il nexiste pas un système de régulation de ventilation par fonction) La deuxième, les fvent de chaque fonction (dans le cas où il existe un système de régulation de ventilation par fonction) La troisième, faire des zv différentes pour les fonctions (si cest le cas en réalité) 3 cas de figure. RW: préférence pour 1 ou 2 « Je ne me souviens plus pq lobligation de définir une ZV par installation physique différente, même si système identique (A, B, C, D) ? »

5 5 Tâche 4 - référent Référent dans lesprit de la RT2005 VEA: préférence pour une formule RW: remarque sur hypothèses techniques revues…. RB: pourquoi proposez-vous de définir un niveau E par bâtiment, et pas par unité …. Erreur de ma part Voir document « principes division du bâtiment » texte IBGE

6 6 Référence: VEA, IBGE fonction « hébergement » fonction « bureaux » fonction « enseignement » fonction « Soin de santé avec occupation nocturne » fonction « Soin de santé sans occupation nocturne » (fonction « Soin de santé / salles clim. 24h/24 »)(VEA veut garder) fonction « réception / faible occupation » fonction « rassemblement / occupation importante » fonction « cuisine » fonction « commerce » (apports internes faibles/élevés ?) fonction « sport basse température » fonction « sport température normale » fonction « sport température élevée » fonction inconnue local technique cas spéciaux Tâche 1 - catégories Définition des fonctions: voir document « principes division du bâtiment »

7 7 Remarque VEA à propos des halls: Nous avions proposé: Halls et couloirs de taille normale (sans bureau daccueil) seraient intégrés dans les différentes autres fonctions (au prorata des surfaces). Seuls les grands halls daccueil, avec quelquun à la réception doivent être considérés comme « réception /occupation faible ». Questions VEA Règles claires pour définir les 2 types de halls? proposition: si hall comprend bureau daccueil Si bâtiment avec beaucoup de fonctions différentes….comment faire? proposition: au prorata des surfaces Ne faudrait-il pas une fonction spécifique « circulation »? Tâche 1 - catégories

8 8 Tâche 1 - paramètres Correspondance espaces-fonction: voir document « principes division du bâtiment » Niveau où sont déterminés les paramètres principaux de la méthode de calcul: voir document « principes division du bâtiment »+ « suite réunion novembre » (inertie …..espaces si calcul détaillé)

9 9 Tâche 2 – paramètre: tcons Température de consigne Taux doccupation Débit de ventilation Fvent (=fpres) Apports internes équipements Apports des personnes Taux de présence effective : freal Temps dutilisation de léclairage Puissance déclairage ECS Humidification Méthode à définir

10 10 Tâche 5 – test Influence des paramètres sur les consommations en énergie primaire (ensemble des 162 cas avec intégration EPICOOL).

11 11 Tâche 5 – test Influence des gains internes sur les consommations en énergie primaire sur un cas moyen N cas le plus proche de la moyenne des consommations de r é f é rence compacit é (V/At) de 4,08 proportion de surface vitr é e (Svitr é e/Sfa ç ades) 0,3 bâtiment rectangulaire de forme courte, 2 fa ç ades de d é perditions, 5 é tages de 3,5m.

12 12 Tâche 5 – test Influence des gains internes sur les consommations en énergie primaire sur lensemble des cas: Quantification de la variation des consommations induite par le remplacement du paramètre de base (3W/m²) par une valeur extrême (5W/m²). Variation induite par les gains internes dus aux équipements Variation pour le chauffage Variation pour le refroidissement Variation pour les auxiliaires Variation pour l'éclairage Variation en énergie primaire [%] Variation moyenne -9.65%48.26%0.00% 0.76% Variation minimale -6.63%34.68%0.00% -0.66% Variation maximale %62.92%0.00% 3.68%

13 13 Tâche 5 – test Influence des paramètres sur les consommations en énergie primaire Variation moyenneVariation pour le chauffage Variation pour le refroidissement Variation pour les auxiliaires Variation pour l'éclairage Variation en énergie primaire [%] taux doccupation 158%154%919%0%118% Puissance de léclairage %125.53%0.00%150.00%74.47% Heures de fonctionnement de léclairage %91.54%0.00%112.77%55.44% débit de ventilation 33%-9%150%0%19% fraction du temps durant laquelle la ventilation est opérationnelle (fvent) 7%6%44%0%5% gains internes dus aux équipements -9.65%48.26%0.00% 0.76% chaleur générée par une personne -5.96%28.50%0.00% 0.35% taux de présence effective (freal) -5.01%23.70%0.00% 0.28%

14 14 IBGE: Pourquoi le temps d'occupation heating est-il différent du temps de fonctionnement de la ventilation ? Nous ne comprenons pas bien la réponse que vous nous avez fournie. ("Les temps d'occupation 6j/7j - 16h/24h compense le fait qu'on prend une température de consigne de 20°C") S'il s'avère vraiment mieux de calculer comme vous proposez, alors pourquoi le temps de fonctionnement de la ventilation n'est-il pas égal au temps d'occupation heating ? réponse fvent est recalculé pour correspondre aux temps doccup. et=fpres fpres: fraction de temps conventionnelle pendant laquelle des personnes sont présentes dans le bâtiment ; même valeur que, fvent: fraction du temps conventionnelle pendant laquelle l'alimentation j est en service pour les calculs de chauffage Les temps d'occupation 6j/7j - 16h/24h ne servent que pour déterminer les facteurs de réduction des pertes par transmission et ventilation (ils sont là pour tenir compte du fait que le bâtiment nest pas chauffé tout le temps à 20°C Tâche 2 – paramètre: tcons

15 15 La méthode hollandaise: temp. de consigne= temp. int. réelle. Elle ne diminue pas celle-ci pour tenir compte du fait que la température nest pas la même partout quil y a ralentissement nocturne que le bâtiment nest pas occupé certains jours de la semaine Par contre, elle pondère les pertes par transmission et ventilation par des facteurs de réduction pour tenir compte de ces 3 réalités. Tâche 2 – paramètre: tcons

16 16 Tâche 2 – paramètre: tcons Bureaux occup: 10h/24h 5j/7j

17 17 Tâche 2 – paramètre: tcons Bureaux occup: 10h/24h 5j/7j

18 18 Tâche 2 – paramètre: tcons Bureaux occupation:10h/24h - 5j/7j

19 19 Tâche 2 – paramètre: tcons Bureaux occupation:10h/24h - 5j/7j

20 20 Tâche 2 – paramètre: tcons Bureaux occupation:10h/24h - 5j/7j t consigne: 21°C

21 21 Tâche 2 – paramètre: tcons Commerce occup: 11h/24h 6j/7j

22 22 Tâche 2 – paramètre: tcons Commerce occup: 11h/24h 6j/7j

23 23 Tâche 2 – paramètre: tcons Commerce occupation:11h/24h - 6j/7j

24 24 Tâche 2 – paramètre: tcons Commerce occupation:11h/24h - 6j/7j

25 25 Tâche 2 – paramètre: tcons Commerce occupation:11h/24h - 6j/7j t consigne: 21°C

26 26 Règlementation hollandaise: température de consigne réelle mais on tient des jours de non occupation des locaux. (linertie nintervient pas) Bureau: 5j/7j fact. réduction: 0.8 Commerce: 6j/7j fact. réduction: 0.9 Tâche 2 – paramètre: tcons

27 27 Tâche 2 – paramètre: tcons Bureau: 5j/7j fact. réduction: 0.8 pas de prot. solaire, p=1.0

28 28 Tâche 2 – paramètre: tcons Bureau: 5j/7j fact. réduction: 0.8 pas de prot. solaire, p=1.0

29 29 Tâche 2 – paramètre: tcons

30 30 Tâche 2 – paramètres : tcons IBGE Le calcul des pertes par transmission se fait-il bien par secteur énergétique, en sommant les pertes de chaque fonction ? (et pas en utilisant comme température de consigne heating une moyenne pondérée des températures de consignes heating des différentes fonctions) Oui le calcul est fait par secteur IBGE Pourquoi la température de consigne cool est-elle partout 24°C ? En effet, je peux comprendre qu'on climatise des bureaux à partir de 24°C, mais pas une salle de sport basse température ???? RW Sport basse température: Quelles types dactivité sportives seront reprises dans cette catégorie ? 13° me semble faible? Document « principes division du bâtiment »: par exemple hall de sport, hall de tennis, salle de gymnastique

31 31 Tâche 2 – paramètres : tcons VEA-ORI: A propos des « 24°C », ORI propose de partir de la nouvelle norme concernant le confort. Cette norme est basée sur un calcul dynamique et ne peut donc être utilisée pour un calcul mensuel.

32 32 Tâche 2 – paramètres: ventil Faut-il encore prévoir zone fumeur ? VEA: pour certaines fonctions, interdiction de fumer RBC : garder possibilité de locaux « fumeur » Décision politique Garde-t-on 22m³/h pers pour tous les espaces ? Prendre plutôt la valeur par défaut de la catégorie INT3….c-à-d : 29m³/h pers CSTC : il vaut mieux garder 22 sinon surdimensionnement obligatoire. Décision politique A priori, pour nos tests on prend: Si zone non fumeur : 29m³/h pers Si zone fumeur : 58m³/h pers

33 33 IBGE: Quelle est votre proposition pour les valeurs f vent, cool ? Réponse : comme EPICOOL la fraction du temps conventionnelle pendant laquelle l'alimentation j est en service pour les calculs de refroidissement = 1.0 si ventilation naturelle = 1.0 si ventilation mécanique avec fonctionnement nocturne automatique (c-à-d les ventilateurs peuvent, sans intervention humaine, continuer à tourner la nuit pour extraire la chaleur du bâtiment pendant des périodes où le besoin de refroidissement se fait sentir = 0.3 si ventilation mécanique sans fonctionnement nocturne automatique IBGE: Actuellement dans EPU avec epicool : = 1.0 si ventilation naturelle = 0.3 si ventilation mécanique Tâche 2 – paramètres: ventil

34 34 Ventilation IBGE: Pour f_vent,heat vous proposez des valeurs par fonction. Pourquoi pas pour f_vent,cool ? Réponse: f_vent,cool = 1.0 si ventilation naturelle f_vent,cool = f_vent,heat si ventilation mécanique ????? Tâche 2 – paramètres: ventil

35 35 Voir document « principes division du bâtiment » ….texte IBGE Tâche 2 – paramètres: ventil

36 36 Tâche 2 – paramètres: ventil + occup. Chaleur/personne: IBGE: ok, RW et VEA: 100W/pers sauf sport

37 37 IBGE: On ne comprends toujours pas. École Fpres = 0.25, Freal = 0.36 réponse Létude EPICOOL (rapport intermédiaire) justifiait que dans les écoles, Fpres = Freal = 0.3 Alors que, Fpres devrait être plus petit que 0.3 (44 semaines) 2200h/an=25%an Freal devrait être plus grand que 0.3 (les élèves ne brossent pas, les employés partent en réunion) Donc, il y a compensation Donc, puisquon revoit la méthode…..cest mieux de prendre les bonnes valeurs…. Fpres = 0.25, Freal = 0.36 IBGE: Dans les écoles il y a aussi des activités après scolaires, garderie, …. réponse On ne ventile pas toutes les classes et tous les enfants ne sont pas là (et ne dégagent donc pas de chaleur) Tâche 2 – paramètres: ventil + occup.

38 38 IBGE: On ne comprend pas que pour un restaurant f vent, heat =0.15 et le temps doccupation est 7j/7J 6j/7j - 16h/24h. Cest corrigé maintenant cest 0.57 f vent, heat = est la fraction de temps pendant laquelle on ventile par convention. Avec une occupation de 1.5m²/personne, le restaurant est bien rempli. Ce chiffre provenait de la règlementation hollandaise et sera remplacé par Pour 15 m² Hollande:1.52 X 15 X 3600 /1000= 82m³/h……X 0.15 PEB: 15m² 10 personnes 10 X 22 = 220m³/h… X 0.57 Tâche 2 – paramètres: ventil + occup.

39 39 Tâche 2 – paramètres: équip.

40 40 Tâche 2 – paramètres: équip. fonction « enseignement » 1 ou 2 W/m²?????? PEB actuel: 1 W/m² Règlementation hollandaise: 2W/m² Règlementation européenne: 1W/m² VEA: il y a une évolution vers de plus en plus de numérique….projecteur continu en classe….. ORI: 2W/m² IBGE: Létude Epicool propose 1 W/m² pour lenseignement.

41 41 Tâche 2 – paramètres: éclairage Première proposition, basée en grande partie sur la méthode hollandaise

42 42 Tâche 2 – paramètres : éclairage En Hollande, lutilisateur peut calculer lespace réel qui est éclairé naturellement (comme cest fait actuellement en Belgique) Mais sil ne le fait pas, il peut prendre un pourcentage forfaitaire despace éclairé naturellement. VEA: OK IBGE: NOK On ne change pas la méthode…..voir suite IBGE: Epicool propose 150 h nuit 300 h nuit. Pouvez vous expliquer la différence ? Javais repris les valeurs « hollande » (+ erreur de ma part) Est-il moyen de déterminer des valeurs mensuelles ? Il faut rajouter une colonne avec le niveau déclairement. On aimerait bien voir une proposition par espace. ORI: puissance forfaitaire et heures dutilisation définies pas par fonction mais par espace

43 43 Tâche 2 – paramètres : éclairage Méthode actuelle PEB mais adaptation aux fonctions méthode mensuelle Pour rappel: Dun point de vue « calcul », la distinction tday / tnight permet de définir les heures où une réduction du flux lumineux en fonction de la disponibilité de lumière naturelle est possible.

44 44 Tâche 2 – paramètres : éclairage Conclusions « ECLOS – Etude et diminution des consommations dEClairage dans les LOgements Sociaux. » Magali Bodart, Jade Deltour, Benoit Roisin, Peter dHerdt, Arnaud Deneyer Une grande proportion des allumages se fait lorsque léclairement extérieur est inférieur à 1000 lux.

45 45 Tâche 2 – paramètres : éclairage Année type – constituée des mois les plus représentatifs pour les années Il sagit des mois suivants : Janvier 1986, Février 1999, Mars 1983, Avril 1985, Mai 1997, Juin 1990, Juillet 1991, Aout 1998, Septembre 1983, Octobre 1983, Novembre 1983, Décembre 1998 Pour chaque mois, à partir des données de chaque jour, on a constitué un jour moyen. Par exemple, léclairement global horizontal à 11h du mois de mars est la moyenne des éclairements à 11h des 31 jours du mois de mars Ensuite, le décalage horaire dété a été appliqué entre les mois davril à octobre.

46 46 Tâche 2 – paramètres : éclairage proposition du nombre dheures total (jour + nuit) durant lequel le confort visuel doit être garanti pour les différentes fonctions. des plages horaires doccupation.

47 47 Tâche 2 – paramètres : éclairage En fonction des plages doccupation des différentes fonctions, calcul du nombre dheures durant lesquelles le niveau déclairement extérieur est supérieur à 1000 lux.

48 48 Tâche 2 – paramètres : éclairage Calcul de %day,m= fraction journalière dutilisation diurne de léclairage pour le mois m %night,m= fraction journalière dutilisation nocturne de léclairage pour le mois m = 100%-%day,m

49 49 Tâche 2 – paramètres : éclairage Pour la fonction hébergement, tnight est plus grand que tday car cette fonction a été définie comme étant « Partie de lunité où les gens dorment et se lavent ». Question UCL: Nous avons supposé que le nombre dheures total (jour + nuit) durant lequel le confort visuel doit être garanti était de 90% du temps doccupation, soit 5000h. On pourrait peut-être passer à 60% pour laisser aux gens du temps pour dormir, lampes éteintes. Pour la fonction enseignement, il faut tenir compte des congés dété.

50 50 Tâche 2 – paramètres : éclairage Ces pourcentages pourraient suffire pour effectuer le calcul PEB. Néanmoins nous avons également calculer tday,m et tnight,m.

51 51 Tâche 2 – paramètres: ECH Première proposition, basée sur la méthode hollandaise

52 52 Tâche 2 – paramètres Eau chaude sanitaire VEA: Etude VIPA: 182 MJ/an Par lit? oui

53 53 Tâche 2 – paramètres: ECH Valeurs reprises de la méthode hollandaise fonction « Soin de santé avec occupation nocturne » : 55MJ/m²an 55MJ/m²an :1 chambre de 2 personnes + sdb = 20m² 55 X 20 = 1100MJ/an pour 2 lits….soit 550 MJ/an.lit (2627litres/an.lit)(7.2litres/jour.lit) Etude VIPA: 182 MJ/an.lit (besoin net) (869litres/an.lit)(2.4litres/jour.lit) VEA: donner consommation par occupant ou par lit?????? (cest vrai quon dispose du nombre dutilisateur)???? IBGE: Pouvez vous justifier les valeurs pour les besoins nets ? Pour une fonction « hébergement » 45MJ/m².an correspond à une consommation de 6l/jour.pers. Pour une fonction « cuisine » 15MJ/m².an correspond à une consommation de 2 l/jour.pers. Cela nous semble peu réaliste.

54 54 Tâche 2 – paramètres: ECH

55 55 Tâche 2 – paramètres: ECH Proposition: Fonctions sans eau chaude Bureau Enseignement Réception/ faible occupation Rassemblement/ occupation importante Commerce Fonction « hébergement » 35 litres à 60°C par lit (= 50 litres à 45°C par lit) On connait la surface des espaces « chambre » et donc le nombre doccupants. Aucun paramètre supplémentaire à demander. Fonction « soin de santé avec occupation nocturne » 50 litres à 60°C par lit (= 71.4 litres à 45°C par lit) On connait la surface des espaces « chambre » et donc le nombre doccupants. Aucun paramètre supplémentaire à demander. Ou bien, demander sil existe une installation deau chaude.

56 56 Tâche 2 – paramètres: ECH Proposition: Fonction « soin de santé sans occupation nocturne » 1 litres à 60°C par m² (= 1.43 litres à 45°C par m²) On connait la surface de la fonction et donc le nombre de m². Aucun paramètre supplémentaire à demander. Exemple 1 : Hopital (salle de traitement et d'examen, salle d'attente / accueil / inscription, couloir / escalier / sas / ascenseur /, WC) Surface: 10 salles de traitement : 10 X 20m² =200m² salles dattentes : 2X 16m² = 32m² accueil / inscription, couloir / escalier / sas / ascenseur, WC= 132m² total : 364m² 160 personnes (16 personnes traitées par salle / 1 personne par 1/2h) sont traitées par jour et nécessitent 3l deau à 45°C = 480 l/45 °C soit 336 l/60°C 336 l à 60°C pour 364 m²……… 1l à 60°C par m²

57 57 Tâche 2 – paramètres: ECH Proposition: Fonction « soin de santé sans occupation nocturne » 1 litres à 60°C par m² (= 1.43 litres à 45°C par m²) On connait la surface de la fonction et donc le nombre de m². Aucun paramètre supplémentaire à demander. Exemple 2 : Crêche « la baraque » à Louvain-la-Neuve Surface: 25m X 8m X 2= 400m² (-16m² de cuisine) = 384 m² 40 enfants quon change 3 à 4 fois par jour 140 soins/jour X 3l deau à 40°C débarbouillages (enfants et puéricultrices) X 1l deau à 40°C Total 140 X 4l deau à 40°C = 560l à 40°C soit 336 l à 60°C 336 l à 60°C pour 384 m²……… 1l à 60°C par m²

58 58 Tâche 2 – paramètres: ECH Proposition: Fonction « cuisine » 12l à 60°C par repas. On ne connait pas le nombre de repas. On pourrait demander quelle zone dessert la cuisine. Connaissant la surface, en déduire le nombre de convives et supposer quil y a 2 services par jour. Ou alors demander le nombre de repas par jour. Fonction « sport » 40l à 60°C par douche prise. Question « la fonction « sport » est-elle équipée de douches ? » (La salle de gymnastique dune école nest pas toujours équipée de douches.) Si la fonction « sport » est équipée de douches ». On pourrait demander le nombre moyen de douches prises….mais cela risque dêtre très aléatoire. ou La règlementation européenne préconise 103 l à 60°C par douche installée. (plus contrôlable)

59 59 Tâche 3 –ECH

60 60 Tâche 3 –ECH

61 61 Tâche 3 –ECH

62 62 Tâche 3 –ECH

63 63 Tâche 3 –ECH

64 64 Tâche 3 –ECH

65 65 Tâche 3 –ECH

66 66 Tâche 3 –ECH

67 67 Tâche 3 –ECH

68 68 Tâche 2 – paramètres Humidification PEB actuel

69 69 Tâche 2 – paramètres Humidification Hollande calcul annuel puis pondération pour chaque mois januari : 0,20 februari: 0,18; maart: 0,15; april: 0,13; mei tot en met oktober: 0; november: 0,15; december: 0,19

70 70 Tâche 4 – référence Simulation sur lensemble des cas avec hypothèses pour les bureaux 3 types de références -Formule -Recalcul -Valeur fixe. Base: hypothèse de référence Amélioration: K15, 6W/m², 1,5m³/h.m²

71 71 Tâche 4 – référence Simulation sur lensemble des cas avec hypothèses pour les bureaux 3 types de références -Formule -Recalcul -Valeur fixe.

72 72 Tâche 4 – référence Simulation sur lensemble des cas avec hypothèses pour les bureaux Débit de ventilation améliorés. (36m³/h.pers au lieu de 22 m³/hpers) 3 types de références -Formule -Recalcul -Valeur fixe.


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