Mallette de formation version 1 (juin 2001)

Mallette de formation version 1 (juin 2001)

Pour : - la DGUHC du Ministère de l’Équipement des Transports et du Logement - l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie Réalisé par : - le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment - l’ Association des Ingénieurs en Climatique, Ventilation et Froid

sommaire Les principes L’application Les enjeux Les réponses
Les modalités Et demain L’application Les moyens pour l ’application Les consommations d’énergie. Sujets à traiter l’enveloppe la ventilation le chauffage et l ’eau chaude sanitaire l’éclairage La thermique d ’été

…UN PEU D’HISTOIRE les réglementations précédentes
1974 coef. G résidentiel DEPERDITIONS 1976 coef. G1 non résidentiel DEPERDITIONS 1980 label haute isolation (résidentiel) 1982 coef. G et B résidentiel BESOINS 1983 labels HPE & solaires (résidentiel) 1988 coef. GV, BV et C résidentiel CONSOMMATIONS (reconduction HPE) coef. G1 non résidentiel DEPERDITIONS En rouge, les étapes réglementaires. En noir, les étapes intermédiaires de labels préparant les acteurs de la construction aux futures exigences réglementaires. A remarquer jusqu’en 1988 : l’écart entre la forme des exigences entre l’habitat (calcul complet des consommations : coefficient C) et les secteurs tertiaires (calcul des seules déperditions par les parois : coefficient G1).

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

Effet de serre et économies d’énergie
ENJEUX Effet de serre et économies d’énergie accords internationaux (Rio et Kyoto) 1/4 du CO2 en France du aux bâtiments le secteur du neuf comme entraînement de l’ancien

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

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

Simplifier pour mieux appliquer
ENJEUX Simplifier pour mieux appliquer nombre de textes réduit même règle pour le résidentiel et le tertiaire recours à un logiciel d’application ou à une solution technique 1 seul décret et 1 seul arrêté pour tous les bâtiments soumis à la RT 2000.

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

REPONSES Rehaussement des exigences
à hauteur des bonnes pratiques en résidentiel le tertiaire hissé au niveau du résidentiel De nouveaux gisements d’économies les ponts thermiques, la perméabilité à l’air et en 2003, la climatisation non résidentiel : les systèmes de chauffage, d’ECS et d’éclairage

DES PROGRES NOTABLES Logement Non résidentiel
jusqu ’à -20% par rapport au règlement de 1988 de 0 à - 5% par rapport aux pratiques actuelles Non résidentiel jusqu ’à - 50% par rapport au règlement de 1988 de 0 à -20% par rapport aux pratiques actuelles

LES TEXTES décret RT 2000 (29/11/2000; JO 30/11/2000) réformant le CCH
arrêté RT 2000 d’application (29/11/2000; J.O 30/11/2000) décrivant les exigences 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)

MODALITES Champ d’application (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 d’un processus industriel les piscines, patinoires et bâtiments d’élevage (*) date du dépôt de permis de construire

MODALITES Se conformer à 3 exigences : limitation des consommations
C  C ref limitation de l’inconfort d’été Tic  Tic ref performances minimales ou garde-fous Les 3 exigences doivent être satisfaites.

MODALITES 2 modes d’application adaptés à des acteurs différents
Calculs Application d’une solution technique agréée Les solutions techniques ne concernent que les maisons individuelles. Elles sont destinées aux artisans peu rompus aux calculs de thermique. Une addition de points selon ls prestations choisies permet de vérifier la conformité à la RT 2000 (18 points). Quelques critères simples permettent aussi de vérifier le confort d’été.

MODALITES Une réglementation performancielle
Modélisation proche des phénomènes physiques (Th-C et Th-E) Interactions et compensations entre l’enveloppe du bâtiment et les installations Possibilités d’intégrer des systèmes innovants Les logiciels de calcul Diffusion «libre» des moteurs du CSTB Commercialisation des logiciels d’application

L’ARRETE RT 2000 Définitions Description des références
Description des garde-fous règles de fabrication des solutions techniques Cas particuliers Dispositions diverses

REFERENCES ET GARDE-FOUS
Références cas 1 : situées au niveau des pratiques actuelles ===> sans surcoût cas 2 : choix politique de progrès ===> solutions mûres pour être généralisées Garde-fous objectifs : interdire les solutions trop peu performantes Exemples pour le cas 1 : chaudières à combustible, isolation des parois opaques Exemples pour le cas 2 : incitation forte à l’emploi des vitrages à faible émissivité, à l’emploi de ventilation hygroréglable en logement chauffé à l’électricité en zones H1 et H2. Exemples de garde-fous : interdiction des menuiseries métalliques sans rupture de ponts thermiques, de chaudières gaz avec veilleuse à partir du 1er janvier 2003, de convecteurs NF-B,…

REFERENCES ET GARDE-FOUS sur :
l’isolation les apports solaires la perméabilité à l ’air la ventilation le chauffage l’eau chaude sanitaire l’éclairage la climatisation

LES LABELS HPE Applicable à l’habitat et au tertiaire
2 niveaux de performance : C < Cref – 8% = niveau HPE C < Cref – 15% = niveau THPE facteur d’innovation et préfiguration de la RT 2005 mêmes types d’organismes certificateurs que pour les anciens labels HPE : haute performance énergétique THPE : très haute performance énergétique

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

RT 2000 Les principes L’application Les enjeux Les réponses
Les modalités Et demain L’application Les moyens pour l’application Les consommations d’énergie. Sujets à traiter. l ’enveloppe la ventilation le chauffage et l ’eau chaude sanitaire l ’éclairage La thermique d’été

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

ARCHITECTURE DES REGLES DE CALCUL.
ThBat ThU ThI ThS Calcul de l’inertie ThI calcul facteurs solaires ThS calcul du Ubat ThU ThC ThE Règles Th-U pour le calcul des déperditions  calcul des consommations de chauffage (Th-C) Règles Th-I : inertie servant au calcul des consommations de chauffage (Th-C) et au calcul des température intérieures conventionnelles (Tic) en thermique d’été (Th-E) Règles Th-S : facteurs solaires servant au calcul des consommations de chauffage (Th-C) et au calcul des température intérieures conventionnelles (Tic) en thermique d’été (Th-E)

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

ENTREES des REGLES Th-C
Projet Climat

Projet Caractéristiques Bâti Géométrie Ubat Inertie Apports solaires Perméabilité

Projet Caractéristiques Bâti Logement Bureau Hôtel Enseignement …. découpage en zones

Projet Caractéristiques Bâti découpage en zones Type d’installation Débits extraits/soufflés Gestion Ventilation

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

Projet Caractéristiques Bâti découpage en zones Ventilation Chauffage Besoins Nombre points de puisage Réseau bouclé ? Eau chaude sanitaire Géométrie boucle Isolation boucle Gestion circulateur Génération

Projet Caractéristiques Bâti découpage en zones Ventilation Chauffage Eau chaude sanitaire Puissance installée Eclairage naturel Dispositif de gestion Eclairage

Projet Climat Caractéristiques Bâti découpage en zones Ventilation Chauffage Eau chaude sanitaire Eclairage

LA THERMIQUE D ’HIVER LE CLIMAT 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 Comme pour la RT 88, il existe une correction d’altitude : Si > 800m, H3  H2, H2  H1, H1 reste H1. Nouveauté : Pour les données d’ensoleillement, les valeurs retenues sont celles de la zone d’origine. Sources : Définition zones climatiques : arrêté 29/11/00, annexe 1 Température extérieure de base : Th C, partie 2, § 1

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

Projet Caractéristiques Bâti Géométrie Ubat Inertie Apports solaires Perméabilité découpage en zones Ventilation Chauffage Eau chaude sanitaire Eclairage

CARACTERISTIQUES DU BÂTI
géométrie : surfaces et linéaires des parois déperditives Ubât : caractéristique de l’isolation inertie apports solaires: surfaces et caractéristiques des vitrages perméabilité à l ’air

« AVANT / APRES »: PRINCIPES
RT 2000 RT 88

« AVANT / APRES » : PRINCIPES
Isolation de référence indépendante de l’énergie Isolation de référence fonction de l’énergie RT 2000 RT 88

Isolation de référence indépendante de l’énergie Calcul par bâtiment pour tous les secteurs Isolation de référence fonction de l’énergie Calcul par logement (résidentiel) ou par bâtiment (tertiaire) RT 2000 RT 88

Isolation de référence indépendante de l’énergie Calcul par bâtiment pour tous les secteurs Coefficient Ubât pour tous les tous secteurs Isolation de référence fonction de l’énergie Calcul par logement (résidentiel) ou par bâtiment (tertiaire) Coefficients GV (résidentiel) ou G1 (tertiaire) RT 2000 RT 88

Isolation de référence indépendante de l’énergie 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 l’énergie Calcul par logement (résidentiel) ou par bâtiment (tertiaire) Coefficients GV (résidentiel) ou G1 (tertiaire) Coefficients GV ou G1 : exigence réglementaire RT 2000 RT 88

Des modifications dans la caractérisation de l ’enveloppe
vocabulaire K devient U, k devient Y t devient b valeurs nouvelles valeurs des ponts thermiques nouvelle méthode de calcul des pertes par le sol 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 Les règles de calcul pour caractériser l’enveloppe tiennent compte des nouvelles normes européennes. Les anciennes règles Th sont passablement modifiées : Le vocabulaire change : Coefficient U pour K, coefficient  pour k, b pour tau, … Les caractéristiques elles-mêmes évoluent : Plancher sur le sol ; coefficient U (K) et  pour (k) Plancher sur vide-sanitaire ou sous-sol non chauffé ; nouvelle méthode, Les rideaux et voilages ne sont plus pris en compte dans le coefficient Ujn des fenêtres, Ponts thermiques ; nouvel « atlas » très complet des coefficients  s’appliquant sur une fois la longueur de la liaison, Etc…

REGLES Th-Bât Thermiques Ponts Parois opaques Th-Bât vitrées Matériaux
Th-I Th-S Matériaux Coefficient Ubât Th-U La caractérisation du bâtiment dans un document, les règles Th bât. Les règles Th bât comprennent 3 volumes : Th I pour le calcul de l’inertie, Th S pour le calcul des facteurs solaires, Et Th U pour le calcul des déperditions du bâtiment. Les règles Th U est le volume le plus important et il comprend 5 fascicules :

REGLES Th-U Thermiques Ponts Parois opaques vitrées Matériaux
Coefficient Ubât Th-U Th-Bât Fascicule 1 : coefficient Ubât précisant le mode de calcul du coef. Ubât et Ubât réf., il apporte des précisions très utiles et pratique pour l’interprétation de l’arrêté. Fascicule 2 : Matériaux, il donne les valeurs  des principaux matériaux de la construction. Fascicule 3 : parois vitrées, définit la méthode de calcul du coef. Ujn et fournit des valeurs par défaut. Fascicule 4 : parois opaques, on y trouve les résistances thermiques d’éléments de maçonneries divers et les modes de calculs de différentes parois / plancher sur vide-sanitaire, sur terre-plein, paroi composite, etc…). Fascicule 5 : ponts thermiques, répertoire très complet de valeurs de coef.  par défaut, ce nouveau document est très intéressant pour minimiser les problèmes d’interprétations avec les précédentes règles sur la définition des ponts thermiques.

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

REGLES Th-U : Ubat l Uw Up y,  Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât
MATERIAUX l Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw Fascicule 4/5 OPAQUES Up Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES y,  REGLES Th-U : Ubat Ce document apparaît comme le « passage obligé » pour bien appréhender l’ensemble des calculs des déperditions.

CALCUL de Ubât Ubât = (S U.b.A + S Y.b.L) / S A
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât CALCUL de Ubât Ubât = (S U.b.A + S Y.b.L) / S A U = coefficient de déperdition surfacique associé à la surface A de la paroi déperditive Y = 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)

DEFINITIONS DES PAROIS Exemple des planchers
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât DEFINITIONS DES PAROIS Exemple des planchers Local non chauffé Une première partie (introduction) est consacrée aux définitions des paramètres intervenant dans les calculs du coefficient Ubât. A lire attentivement le § 1.4 pour bien assimiler les subtilités de cette nouvelle approche. Par exemple la coupe d’un bâtiment illustrant la définition des différents planchers ; bas, haut et intermédiaire. Ces définitions sont importantes tant dans le calcul du Ubât que celui de Ubâtréf (page 5 fascicule 1 règles Th-U) POUR LES PLANCHERS … Paroi horizontale donnant : ...BAS : …sur un local chauffé uniquement sur sa face supérieure … INTERMEDIAIRES : …sur ses faces inférieures et supérieures, sur des locaux chauffés … HAUTS : …sur un local chauffé uniquement sur sa face inférieure Sous-sol

DIMENSIONS DES PAROIS (§II.2.1)
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât DIMENSIONS DES PAROIS (§II.2.1) Ai Int Ext Pour les métrés, une convention, avec les côtes intérieures (cf § II.2.1). Des précisions sont données pour des cas particuliers (décrochements, faux-plafonds, planchers techniques, cloisons, …).

LES PAROIS DEPERDITIVES
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât LES PAROIS DEPERDITIVES parois opaques, vitrées ou translucides séparant le volume chauffé du bâtiment : de l’extérieur, du sol, des locaux non chauffés (lnc), Sauf … Le coefficient Ubât est calculé avec entre autre, les déperditions des parois donnant sur les locaux non chauffés … mais pas tous les locaux non chauffés, lesquels ?

SAUF ... (§II.2.2) 2 1 4 3 5 1 : entre locaux « chauffés »
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât SAUF ... (§II.2.2) 5 1 2 3 4 1 : entre locaux « chauffés » 2 : avec isolation sur circulations intérieures « non chauffés » 3 : avec isolation sur cage d’ascenseur 4 : vitrines 5 : portes d ’accès aux locaux ERP et circulations Le § 2.2 précise la définition des parois considérées comme déperditives, c’est à dire les limites du bâtiment pour le calcul de Ubât et de Ubatréf.

CIRCULATIONS INTERIEURES
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât CIRCULATIONS INTERIEURES 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 A propos des circulations intérieures, elles sont considérées comme chauffées donc ne sont pas à prendre en compte dans le calcul du Ubât. La circulation est considérée « intérieure » si la configuration en plan satisfait la condition géométrique a + b > c + d du schéma. De plus, les circulations intérieures sont considérées comme chauffées si elles respectent les trois conditions suivantes : Elles ne possèdent pas de trappe ou de gaine de désenfumage ouverte en permanence, Et Leurs accès vers l’extérieur est munis d’un sas, Leurs accès vers des lnc sont munis de dispositifs de fermeture automatique. Les circulations ne répondant pas au moins à une des trois conditions sont considérées comme non chauffées (parois déperditives).

Ubât : maisons accolées
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Ubât : maisons accolées <15m² C1 C2 >15m² C 2 Ubât et 2 « C » ou 1 Ubât et 1 « C » 2 Ubât et 2 « C » En cas de mitoyenneté de bâtiments : si la surface de parois communes séparant deux zones chauffées est inférieure à 15m², les bâtiments sont considérés comme indépendants  chacun d’entre eux à son coefficient Ubat et son calcul de coefficient C. - si la surface de parois communes séparant deux zones chauffées est au moins égale à 15m², les bâtiments peuvent être traités comme comme indépendants (voir cas précédent), soit comme un seul et même bâtiment  1 seul coefficient Ubat et 1 calcul de coefficient C.

Expression de Ubât (formule 1 § II.3)
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Expression de Ubât (formule 1 § II.3) HT HD + HS + HU Ubât = = AT AT HD = transmissions vers l’extérieur HS = transmissions vers le sol, vide-sanitaire, sous-sol… HU = transmissions vers lnc (autres que HS)

HT = déperditions totales par transmissions
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât HT = déperditions totales par transmissions Les déperditions totales par transmission HT se calculent par la formule suivante : HT = HD + HS + HU où : HD coefficient de déperdition par transmission à travers les parois donnant directement sur l’extérieur, en W/K. (§ II.3.1). HS coefficient de déperdition par transmission à travers les parois en contact direct avec le sol ou donnant sur un vide sanitaire ou su un sous-sol on chauffé, en W/K. (§ II.3.2). HU coefficient de déperdition par transmission à travers les parois donnant sur des locaux non chauffés (à l’exception des sou-sols et des vides-sanitaires), en W/K (§ II.3.3).

HD = i Ai Ui + K lK K + j Xj
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât HD = transmissions vers l’extérieur (formule 3 § II.3.1) HD = i Ai Ui + K lK K + j Xj Déperditions surfaciques Déperditions linéïques Transmission directe vers l’extérieur, HD Le coefficient de déperdition par transmission au travers des éléments séparant le volume chauffé de l’air extérieur se calcule par : HD = i Ai Ui + k lk k + j Xj Où Ai aire intérieure de la paroi i de l’enveloppe du bâtiment, en m². Ui coefficient de transmission thermique de la paroi i de l’enveloppe du bâtiment déterminé selon le fascicule « Parois opaques » (Up), ou selon le fascicule « Parois vitrées » (Uw) selon le cas, en W/(m².K). Pour une paroi vitrée équipée de fermeture, le coefficient moyen Ujour-nuit doit être utilisé. Lk linéaire du pont thermique de la liaison k, en m. k coefficient de transmission thermique linéique du pont thermique de la liaison k, déterminé selon le fascicule « Ponts thermiques », en W/K. Xj coefficient de transmission thermique ponctuel du pont thermique tridimensionnel j, calculé selon le fascicule « Ponts thermiques », en W/K. Les ponts thermiques structurels (ossatures filantes, fixations ponctuelles, etc …), doivent être intégrés dans le coefficient surfacique intrinsèque U de la paroi comme décrit dans les fascicules « parois opaques » et « parois vitrées ». Les ponts thermique des liaisons entre deux ou plusieurs parois dont l’une au moins donne sur l’extérieur ou est en contact avec le sol, sont considérés comme donnant sur l’extérieur. Les coffres de volets roulants, intégrés dans la baie, doivent être calculés comme faisant partie de la paroi vitrée, les autres doivent être calculés comme des parois opaques. La méthode générale de calcul des coffres de volet roulant est donné dans le fascicule « Parois vitrées ». Déperditions ponctuelles

HS = transmissions par le sol
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât HS = transmissions par le sol 2 cas : parois en contact avec le sol parois sur vide sanitaire ou sur sous-sol non chauffé Transmission à travers le sol, HS On désigne par ces transmissions, les déperditions qui ont lieu principalement à travers : Les parois en contact direct avec le sol, Les parois donnant sur un vide sanitaire ou sur un sous-sol non chauffé* Les déperditions supplémentaires à travers les ponts thermiques des liaisons périphériques avec ces parois, doivent être prises en compte dans le calcul de HD ou de HU. *Important : sous-sol non chauffé est un espace donnant lui-même sur le sol. Exemple : Parking sur 2 niveaux : le niveau supérieur sous les logements n’est pas à considérer comme un sous-sol non chauffé mais comme un local non chauffé caractérisé par un coef. de réduction de température b. Parking sur 1 niveau (donc donnant lui-même sur le sol : à considérer comme un sous-sol non chauffé).

Parois en contact avec le sol (formule 4 § II.3.2.a)
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Parois en contact avec le sol (formule 4 § II.3.2.a) HS = i Ai Uei + j Aj Uej bj Ai : aire intérieure du sol donnant sur l’extérieur Aj : aire intérieure du sol donnant sur lnc Uei et Uej : coefficient transmission surfacique « équivalents » des parois i et j bj : coefficient réduction de température du lnc Parois en contact direct avec le sol Ces parois peuvent être, soit des planchers bas sur terre-plein (en rez-de-chaussée ou en sous-sol chauffé), soit des parois enterrées (murs ou planchers hauts). Le coefficient de déperdition correspondant, HS, peut être calculé par la formule suivante : HS = i Ai Uei + j Aj Uej bj où : Ai aire intérieur de la paroi i en contact avec un sol donnant sur l’extérieur, en m². Aj aire intérieure de la paroi j en contact avec un sol donnant sur un local non chauffé, en m². Uei coefficient de transmission surfacique « équivalent » de la paroi Ai, en W/(m².K). Uej coefficient de transmission surfacique « équivalent » de la paroi Aj, en W/§(m².K). Bj coefficient de réduction de la température (défini au § II.3.3). Le coefficient surfacique « équivalent » d’une paroi en contact avec le sol tient compte à la fois du coefficient surfacique intrinsèque de la paroi (y compris l’effet des ponts thermiques intermédiaires éventuels) et des déperditions par le sol. Son mode de calcul est donné au fascicule « parois opaques ».

Partage zones Ai/Aj Lj = min (Lu, Lt/2) Lt Th-U Fascicule 1/5
COEFFICIENT Ubât Partage zones Ai/Aj Lt Les déperditions à travers un plancher en contact avec le sol, peuvent être partagées entre l’extérieur d’un côté et un local non chauffé de l’autre côté. Sur une coupe verticale, le plancher doit être partagé en deux zones de dimensions respectives Li et Lj servant au calcul de Ai et de Aj avec : Lj = min (Lu, Lt/2) Où Lu dimension intérieure totale du plancher du local non chauffé. Lt dimension intérieure totale du plancher bas en contact avec le sol (Lt = Li + Lj) Lj = min (Lu, Lt/2)

Partage zones Ai/Aj Th-U Fascicule 1/5
COEFFICIENT Ubât Partage zones Ai/Aj Cette figure montre la répartition de la surface totale d’un plancher bas en surfaces Ai (claires) et surfaces Aj (grises).

Exemple de détermination de Ue plancher sur terre-plein
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât 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) Résultats : configuration 1 (§ III.7)  = 2 B’ = 4,8 Rf = 1,56 Ue = 0,31 W/m².K

Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Parois sur vide sanitaire ou sous sol non chauffé (formule 5 §II.3.2.b) HS = k Ak Uek Ak : aire intérieure du plancher sur vide sanitaire ou sous-sol non chauffé Uek : coefficient transmission surfacique Parois donnant sur un vide sanitaire ou sur un sous-sol non chauffé (Un sous-sol non chauffé est un local non chauffé qui sépare l’espace chauffé du sol). Le coefficient de déperdition correspondant, HS, peut être calculé par la formule suivante : HS = k Ak Uek Où Ak aire intérieure de la paroi k donnant sur un vide sanitaire ou sur un sous-sol non chauffé, en m². Uek coefficient de transmission surfacique « équivalent » de la paroi k donnant sur un vide sanitaire ou sur un sous-sol on chauffé, en W/(m².K). Ce coefficient tient compte à la fois du coefficient intrinsèque de la paroi (y compris l’effet des liaisons intermédiaires éventuels) ainsi que les déperditions à travers l’espace non chauffé et des déperditions par transmission à travers le sol. Son mode de calcul est donné au fascicule « parois opaques ».

Exemple de détermination de Ue pour plancher sur vide-sanitaire
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât 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 Résultats : Uw = 2,63 B’ = 4,8 Rg = 2,27 Ue = 0,32 W/m².K

Surfaces Ak Th-U Fascicule 1/5
COEFFICIENT Ubât Surfaces Ak La somme, figurant dans l’équation HS, doit être effectuée sur tous les composants du bâtiment séparant l’espace chauffé du vide sanitaire ou du sous-sol non chauffé.

Transmissions à travers les locaux non chauffés (formule 6 § II 3.3)
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Transmissions à travers les locaux non chauffés (formule 6 § II 3.3) Hu = l Hiu x bl Hiu : coefficient déperdition vers le lnc bl : coefficient de réduction de température Transmission à travers les locaux non chauffés, HU Le coefficient de déperditions par transmission HU, entre le volume chauffé et les locaux non chauffés, se calcule par : HU = l Hiu bl où Hiu coefficient de déperdition par transmission du volume chauffé vers le local non chauffé l dont la température est supposée égale à la température extérieure Te (§ II.3.1 et II.3.2). bl coefficient de réduction de température (relatif au local non chauffé l), égale au rapport (Ti – Tu)/(Ti – Te) dans lequel Ti est la température intérieure, Tu est la température du local non chauffé et Te est la température extérieure. La somme, doit être sur tous les composants du bâtiment séparant le volume chauffé des locaux non chauffés (à l’exception des vides sanitaires et des sous-sol non chauffés, pris en compte dans le calcul de HS au § II.3.2).

Coefficient b (formule 7 § II.3.3 a) Due calcul : b = Due + Diu
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Coefficient b (formule 7 § II.3.3 a) Due calcul : b = Due + Diu valeurs par défaut Calcul du coefficient b « b » remplace l’ancien coefficient «tau ». Le coefficient b relatif à un local non chauffé quelconque, se calcule par la formule suivante : Due B = Due + Diu Où Due est le coefficient de déperdition du local non chauffé vers l’extérieur, en W/K Diu est le coefficient de déperdition du volume chauffé vers le local non chauffé, en W/K. Des valeurs par défaut sont proposées dans le fascicule (§ II.3.3.b).

Coefficient b : valeurs par défaut
Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Coefficient b : valeurs par défaut « b » est fonction : de l’isolation des parois extérieures du lnc et séparatives lnc / lc du rapport des surfaces Aiu/Aue de Uv, ue : coefficient surfacique équivalent Le coefficient b est fonction : Du type d’isolation du local non chauffé vers l’extérieur et le local chauffé, Du rapport de surface Aiu / Aue Aiu parois entre local non chauffé et local chauffé Aue parois entre local non chauffé et extérieur Du coefficient U v,ue Équivalent à un coefficient U représentant les déperditions par renouvellement d’air du local non chauffé. Ce coefficient surfacique équivalent est utilisé pour la prise en compte de la perméabilité sur l’extérieur.

Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Coefficient b : valeurs par défaut 4 types d’isolation du local non chauffé

Th-U Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Coefficient b : valeurs par défaut Uv, ue : exemples de valeurs forfaitaires en maison individuelle garage, cellier, véranda : Uv, ue = 3 comble fortement ventilé : Uv, ue = 9 Pour un garage avec Aiu / Aue = 0,40 --> b = 0,95 En l’absence de valeur précise de Uv,ue, il est proposé des valeurs forfaitaires (§ II.3.3.b2).

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

CALCUL DE Ubât-réf S ai Ai +  aj Lj Ubât-réf = S A
Définition Ubâtréf est un coefficient de référence pou Ubât, appelé « coefficient moyen de référence de déperdition par les parois du bâtiment ». Il permet de situer la déperdition par transmission à travers l’enveloppe par rapport à une valeur de référence calculée en fonction de caractéristiques thermiques de référence des composants d’enveloppe. Ubât est le coefficient moyen caractérisant les déperditions thermiques réelles d’un bâtiment par transmission à travers les parois, il est déterminé selon le chapitre II du présent fascicule et exprimé en W/(m².K). Remarque : Ubat est plus significatif de la qualité d’isolation de l’enveloppe contrairement aux anciens coefficients GV ou G1. Calcul Le mode de calcul de Ubâtréf est similaire à celui de Ubât. Il s’effectue en fonction de coefficients de références, donnés dans l’arrêté de la réglementation thermique, pondérés par les caractéristiques géométriques réelles du bâtiment (mêmes conventions que Ubât). Formule Ubâtréf se calcule d’après la formule suivante : Ubâtréf = a1A1+a2A2+a3A3+a4A4+a5A5+a6A6+a7A7+a8L8+a9L9+a10L10 / A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7 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)

ai et aj pour les zones H1 et H2
Les références d’isolation ai et aj pour les zones H1 et H2 0,23 0,30 0,40 0,5 0,9 0,7 1,5 2,0 2,4

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

Récapitulatif des coefficients de calcul de Ubât-réf
0,47 0,30 0,43 1,50 2,60 2,35 0,50 0,7 maisons 0,9 autres 0,40 0,23 2,40 2,00 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 H3 H1 & H2 Coefficients ai Les coefficients a1 à a10 dépendent de la zone climatique du lieu de construction du bâtiment, on distingue entre la zone H3 d’une part et les zones H1 et H2 d’autre part. Les coefficients ai sont donnés dans le tableau ci-après et s’expriment en W/(m².K) : Surfaces Ai (m²) et linéaires Li (m) A1 surface des parois verticales opaques y compris les parois verticales des combles aménagés et les surfaces projetées des coffres de volets roulants non intégrées dans la baie : à l’exception des parties opaques prises en compte dans A5, A6 ou A7. A2 Surface des planchers sous combles(1) et surface des rampants et parois horizontales des combles aménagés A3 surface des planchers hauts autres que ceux pris en compte dans A2. A4 surface des planchers bas. A5 surface des baies destinées à recevoir des portes, exception faite des portes entièrement vitrées. A6 surface des baies destinées à recevoir des fenêtres, des portes entièrement vitrées, des portes-fenêtres et des parois transparentes ou translucides non équipées de fermetures. A7 surface des baies destinées à recevoir des fenêtres, des portes-fenêtres ou des parois transparentes et translucides équipées de fermetures. L8 linéaire de la liaison périphérique des planchers bas avec un mur L9 linéaire de la liaison périphérique des planchers intermédiaires ou sous comble aménageable avec un mur L10 linéaire de la liaison périphérique avec un mur des planchers hauts pris en compte pour le calcul de A3. (1) A l’exception du prolongement d’un plancher intermédiaire sous l’espace perdu en extrémité basse d’un comble. Tableau issu de l’article 10 de l’arrêté.

Les références d’isolation
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) Les surfaces des parois et des baies prises en compte pour le calcul de Ubâtréf sont identiques à celles prises en compte pour le calcul de Ubât. Toutefois, lorsque la somme des surfaces des baies, A6 et A7, est supérieure au taux indiqué ci-après, la part de la surface qui dépasse cette limite est considérée, pour le calcul de Ubâtréf, comme une surface supplémentaire de paroi verticale opaque, A1, et est ajoutée à A1. Cette limitation doit être effectuée de façon à conserver, pour les surfaces retenues pour le calcul de Ubâtréf, le rapport existant entre surfaces équipées ou non de fermetures. Nouvelle valeur A’1 à retenir pour le calcul de Ubâtréf = A1 + A1 Nouvelle valeur (A’6 + A’7) à retenir pour le calcul de Ubâtréf = (A6 + A7) - A1 Avec : A’7/A’6 = A7/A6

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

Ponts thermiques moyens
Les garde-fous d’isolation Toiture sous comble et rampants U <0,30 toitures terrasses béton U < 0,36 autres toitures U < 0,47 0,30 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 Caractéristiques thermiques minimales Parois Chaque paroi d’un local chauffé, dont la surface est supérieure ou égale à 0.5 m², donnant sur l’extérieur, un vide sanitaire, un parking collectif, un comble ou le sol, doit présenter une isolation minimale, exprimée en coefficient de transmission thermique U, exprimé en W/(m².K), de la paroi, dont la valeur maximale est donnée dans le tableau ci-dessous. Sont exclus de ces exigences : Les verrières, Les parois translucides en pavés de verre, Les coffres de volets roulants, Les vitrines, Les lanterneaux, Les toitures prévues pour la circulation des véhicules. Coefficients surfaciques maximaux admissibles : Murs opaques en contact avec l’extérieur ou avec le sol (1)  0.47 W/m².K (coefficient U maximal) Planchers sous combles et rampants des combles aménagés  0.30 W/m².K (coefficient U maximal) Planchers bas donnant sur l’extérieur ou sur un parking collectif, et toitures-terrasses en béton ou en maçonnerie  0.36 W/m².K (coefficient U maximal) Autres planchers hauts  0.47 W/m².K (coefficient U maximal) Planchers bas donnant sur un vide sanitaire  0.43 W/m².K (coefficient U maximal) Fenêtres et portes-fenêtres prises nues  2.90 W/m².K (coefficient U maximal) Façades rideaux (voire définition au § 1.4) (1) Cette exigence s’applique également à chaque jouée (face latérale) de lucarnes, dont la surface est supérieure ou égale à 0.5 m². Les planchers bas sur terre plein doivent être isolés (par dessus ou par dessous) par un isolant dont la résistance thermique est supérieure ou égale à 1.4 m².K/W. En cas d’isolation périphérique en sous face, les planchers doivent être isolés à toute leur périphérie sur une largeur d’au moins 1.5 m. Le coefficient U maximal pris en compte pour les fenêtres et les portes-fenêtres est celui correspondant à la position verticale. Les parois séparant les locaux à occupation continue des locaux à occupation discontinue doivent présenter un coefficient de transmission thermique U de la paroi qui ne peut excéder 0.5 W/(m².K). Ponts thermiques Le coefficient de transmission thermique linéique moyen psi moy. Du pont thermique dû à la liaison de deux ou plusieurs parois dont une au moins est en contact avec l’extérieur, ne peut excéder les valeurs indiquées ci-après : Coefficients linéiques maximaux admissibles : Maisons individuelles  0.99 W/m².K (coefficient psi moyen , maximal) Bâtiment à usage d’habitation  1.10 W/m².K (coefficient psi moyen maximal) Bâtiment à usage autre que d’habitation : à compter du 1er janvier 2004  1.35 W/m².K (coefficient psi moyen maximal) Psi moyen étant la valeur moyenne calculée pour chacun des linéaires L8, L9 et L10. Remarque : ces valeurs ne sont pas contraignantes pour ne pas à obliger de traiter les ponts thermiques dès Cependant, ces garde-fous évolueront pour l’étape réglementaire 2005 avec probablement le traitement forcé de certains ponts thermiques. Coefficient Ubât Dans le cas des bâtiments à usage d’habitation, le coefficient moyen de déperditions par les parois et les baies du bâtiment (Ubât) ne peut excéder de plus de 30 % le coefficient moyen de déperditions par les parois et les baies de bâtiment de référence (Ubâtréf.). Bâtiments à usage d’habitation  Ubât  1.3 Ubâtréf. 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 2004 2,9

REGLES Th-U: MATERIAUX
Fascicule 1/5 COEFFICIENT Ubât Th-U Fascicule 2/5 MATERIAUX l Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES Up Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES y,  Ce fascicule comporte 2 parties : - introduction Y sont expliquées les références normatives (Certifications -ACERMI, marquage CE,…-, Avis techniques), les termes et définitions. - valeurs tabulées Sont présentés les  des pierres/bétons/plâtres, terres cuites/végétaux, isolants manufacturés, matières plastiques/métaux/autres matériaux.

REGLES Th-U : PAROIS VITREES

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

VALEURS PAR DEFAUT Coef. Ug : vitrages partie courante
Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw VALEURS PAR DEFAUT Coef. Ug : vitrages partie courante Coef. g : jonction vitrage/menuiserie Coef. Uw : parois vitrées courantes Coef. Ujn : moyen jour-nuit Valeurs par défaut Les valeurs thermiques suivantes priment sur les valeurs données par défaut : Certifications ACOTHERM ou NF fermetures, Avis Techniques ou des homologations de gammes, Calculs selon le chapitre II du fascicule, Certification délivrée par un organisme certificateur accrédité (en France cette accréditation est délivrée par le COFRAC, membre de l’ « Européan Accréditation ». Les valeurs par défaut sont fonction des paramètres cités, attention, bien fournir les justificatifs demandés (émissivité, gaz, menuiserie, etc…) Coef. U : portes courantes

VALEURS PAR DEFAUT Vitrage (Ug) Valeurs selon :
Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw VALEURS PAR DEFAUT Vitrage (Ug) 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 Coefficient Ug des vitrages en partie courante, en W/(m².K) Pour les vitrages isolants à lame de gaz autre que l’air, les valeurs de Ug données dans ce chapitre correspondent à un taux de remplissage de 85 %, donné à titre indicatifs. Le taux de remplissage doit être justifié à l’état initial et dans le temps, par un Avis Technique ou une certification délivrée par un organisme accrédité COFRAC, sinon un taux de remplissage d’air de 100 % doit être utilisé. L’émissivité normale utile n qui figure dans les tableaux 11 à 16, correspond à l’émissivité déclarée majorée de : 0.0 si le coefficient Ug du vitrage isolant fait l’objet d’un certification menée par un organisme accrédité COFRAC ou équivalent sur la base d’une émissivité certifiée par un membre de l’UEATC. X si la paroi vitrée est certifiée ACOTHERM ou équivalent, où x est déterminé au cas par cas par le comité de la marque (x = 0 ou 0.02) 0.02 dans les autres cas L’émissivité normale déclarée doit être justifiée par un rapport d’essai émanant d’un laboratoire indépendant sinon considérer le vitrage comme non traité.  Ug (tableaux 11 à 16)

VALEURS PAR DEFAUT Exemple pour Ug Uw Th-U Fascicule 3/5 PAROIS
VITREES Uw VALEURS PAR DEFAUT Exemple pour Ug

Parois vitrées courantes sans fermeture (Uw)
Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw VALEURS PAR DEFAUT Parois vitrées courantes sans fermeture (Uw) Valeur selon : Nature de la menuiserie : métal à rupture/PVC/bois Type de paroi vitrée : fenêtres/portes-fenêtres battantes et /ou coulissantes Vitrage : Ug (variant de 1,2 à 2,9) Coefficient Uw des parois vitrées courantes Définition des parois vitrées courantes Vitrages ils sont constitués de verres d’épaisseur 4 mm. Le coefficient de transmission surfacique en partie courante varie entre 1.2 et 2.9 W/(m².K). Menuiseries métalliques pour les menuiseries métalliques à rupture de pont thermique, trois valeurs du coefficient Uf de menuiserie sont envisagées : 3.0 – 4.0 et 5.0 W/(m².K). Menuiseries PVC trois valeurs du coefficient Uf de menuiserie sont envisagées : 1.5 – 1.8 et 2.5 W/(m².K) Menuiseries bois deux essences sont envisagées correspondant à deux conductivités thermiques utiles : 0.13 et 0.18 W/(m.K). Performance menuiserie : Uf métal et PVC (3 valeurs) et  bois (2 valeurs)  Uw (tableaux 20 à 26)

E étant l’épaisseur du tablier
Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw VALEURS PAR DEFAUT Coefficient Ujn : baies avec fermetures (tab. 27) Coefficient Uw de la baie nue (variant de 1,2 à 2,9) Résistance thermique complémentaire R de la fermeture : 4 cas (II.2.2.1) A défaut de valeurs certifiées de la résistance additionnelle R, les valeurs peuvent être d’après le tableau ci-après : Jalousie accordéon, fermeture à lames orientables y compris les vénitiens extérieurs tout métal, volets battants ou persiennes avec ajours fixes  0.08 R m².K/W. Fermeture sans ajours en position déployée, volets roulants Alu  0.14 R m².K/W. Volet roulant PVC (e  12 mm)  0.19 R m².K/W. Persienne coulissante ou volet battant PVC, volet battant bois, (e  22 mm)  0.19 R m².K/W. Persienne coulissante PVC et volet battant bois, (e  22 mm)  0.25 R m².K/W. Volet roulant PVC (e  22 mm)  0.25 R m².K/W. E étant l’épaisseur du tablier

Parois vitrées courantes E étant l’épaisseur du tablier
Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw VALEURS PAR DEFAUT Parois vitrées courantes avec fermeture (Ujn) Valeurs selon : Coefficient Uw de la baie nue (variant de 1,2 à 2,9) Résistance thermique complémentaire R de la fermeture : 4 cas (§ II.2.2.1) A défaut de valeurs certifiées de la résistance additionnelle R, les valeurs peuvent être d’après le tableau ci-après : Jalousie accordéon, fermeture à lames orientables y compris les vénitiens extérieurs tout métal, volets battants ou persiennes avec ajours fixes  0.08 R m².K/W. Fermeture sans ajours en position déployée, volets roulants Alu  0.14 R m².K/W. Volet roulant PVC (e  12 mm)  0.19 R m².K/W. Persienne coulissante ou volet battant PVC, volet battant bois, (e  22 mm)  0.19 R m².K/W. Persienne coulissante PVC et volet battant bois, (e  22 mm)  0.25 R m².K/W. Volet roulant PVC (e  22 mm)  0.25 R m².K/W. E étant l’épaisseur du tablier

VALEURS PAR DEFAUT Ujn selon R (tableau 27) Uw Th-U Fascicule 3/5
PAROIS VITREES Uw VALEURS PAR DEFAUT Ujn selon R (tableau 27)

Exemple de détermination d’un Ujn de paroi vitrée
Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw Exemple de détermination d’un Ujn de paroi vitrée Hypothèses : paroi vitrée avec double vitrage non certifié DV , émissivité normale déclarée de 0.05 (avec rapport justificatif d’un laboratoire indépendant) lame d’argon à taux de remplissage certifié de 85 % menuiserie bois ( = 0.18) type porte-fenêtre battante sans soubassement volets bois battants (e  22 mm)  Ujn ?

Exemple de détermination d’un Ujn de paroi vitrée
Th-U Fascicule 3/5 PAROIS VITREES Uw Exemple de détermination d’un Ujn de paroi vitrée Résultats : W/m².K Résultats   Ug 1.3 1.5 2.7 Uw 1.9 2.1 2.8 Ujn 1.6 1.8 2.3  Résultats Paroi vitrée sans label ACOTHERM, ni avis technique, ni valeur certifiée Ujn valeur par défaut (fascicule 3 § III) Ug, vitrage (§ III.1, tableau 12) Émissivité normale utile : n = Ug = 1,3 W/m².K (interpolation) Uw, porte-fenêtre nue (§ III.3.c, tableau 25) Uw = 1,9 W/m².K Ujn, porte-fenêtre avec fermeture (§ III.4, tableau 27) R = 0,19 (§ II.2.2.1, tableau 2) Ujn = 1,6 W/m².K … et si ?  si remplissage argon non certifié  si émissivité non justifiée sans argon

REGLES Th-U : PAROIS OPAQUES

METHODES DE CALCUL 1. Résistances thermiques R
Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES Up METHODES DE CALCUL 1. Résistances thermiques R 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

VALEURS PAR DEFAUT Résistances thermiques R
Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES Up VALEURS PAR DEFAUT 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, ...

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

VALEURS PAR DEFAUT Ponts thermiques intégrés* ( III 9)
Th-U Fascicule 4/5 PAROIS OPAQUES Up VALEURS PAR DEFAUT 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, …)

REGLES Th-U:PONTS THERMIQUES

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

5 familles de liaisons courantes
Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES y,  VALEURS PAR DEFAUT 5 familles de liaisons courantes avec plancher bas avec plancher intermédiaire avec plancher haut entre parois verticales entre menuiseries et parois opaques Les liaisons courantes sont regroupées en cinq familles différentes : 1-liaisons courantes avec un plancher bas Il s’agit de liaisons entre un plancher bas et les autres parois du bâtiment. Elles peuvent être soit des liaisons périphériques soit des liaisons intermédiaires. 2-liaisons courantes avec un plancher intermédiaire Il s’agit de liaisons entre un plancher intermédiaire et les autres parois du bâtiment. Ces liaisons ne peuvent être que des liaisons périphériques. 3-liaisons courantes avec un plancher haut Il s’agit de liaisons entre un plancher haut et les autres parois du bâtiment. Elles peuvent être soit des liaisons périphériques soit des liaisons intermédiaires. 4-Liaisons courantes entre parois verticales Il s’agit de liaisons mur –mur ou mur – refend. 5-Liaisons courantes entre menuiserie et parois opaques Il s’agit de liaisons entre la menuiserie des fenêtres, portes, ou porte-fenêtres avec les murs, les refends ou les toitures de l’enveloppe.

VALEURS PAR DEFAUT 3 modes d’isolation Isolation intérieure
Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES y,  VALEURS PAR DEFAUT 3 modes d’isolation Isolation intérieure Isolation extérieure Isolation répartie (terre-cuite, béton cellulaire)

Cas d’une liaison plancher intermédiaire/mur béton
Th-U Fascicule 5/5 PONTS THERMIQUES y,  VALEURS PAR DEFAUT Exemple de valeurs de  Cas d’une liaison plancher intermédiaire/mur béton Isolation intérieure Attention ! On ne compte d’une fois la longueur de la liaison. La valeur de  correspond à l’intégralité des pertes par la liaisons. Dans cet exemple très courant, on constate que les valeurs de  sont plus importantes que les anciennes valeurs correspondantes (2 fois k = 0.68). Il faut rappeler que de nombreux ponts thermiques voient leurs valeurs de déperditions augmenter de façon notable. En conséquence, les ponts thermiques représentent maintenant une part relative des déperditions très importante (jusqu’à 40 %, voire plus) des déperditions par les parois. D’où l’intérêt croissant d’en traiter une partie par des systèmes de rupteurs.

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

REGLES Th-I Th-I Th-Bât Le cadre général La Démarche
Détermination forfaitaire de la classe d’inertie Détermination de la classe d’inertie par « point d’inertie » Annexes Annexe 1 : détermination de l’inertie quotidienne par le calcul Annexe 2 : détermination de l’inertie séquentielle Annexe 3 : l’inertie dans les règles Th C Annexe 4 : l’inertie dans les règles Th E Annexe 5 : Grille d’application de l’approche par point d’inertie Annexe 6 : hypothèses complémentaires à la norme NF EN ISO

Règles Th I : inertie thermique
Son rôle limitation de l’inconfort l’été récupération des apports gratuits l’hiver

3 types d’inertie inertie horaire : intermittence chauffage (ThC)
Th-I 3 types d’inertie 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) L’inertie horaire qui est utilisé dans les règles Th C pour caractériser l’intermittence de chauffage et de climatisation. L’inertie quotidienne qui est utilisée dans les règles Th E pour caractériser l’amortissement de l’onde quotidienne de température et d’ensoleillement en saison chaude ainsi que dans les Th C pour caractériser le tau de récupération des apports de chaleur en hiver (période de 24 h). L’inertie séquentielle qui est utilisée dans les Th E pour caractériser l’amortissement de l’onde séquentielle de température en saison chaude (période de 12 jours). La démarche principale des règles Th I est de déterminer la classe d’inertie quotidienne d’un bâtiment appelée « classe d’inertie » à partir des caractéristiques des parois. La « classe d’inertie » est utilisée comme donnée d’entrée dans les règles Th C et Th E.

CLASSE D’INERTIE : 3 approches
Th-I CLASSE D’INERTIE : 3 approches par forfait (chapitre 1) par « points d’inertie » (chapitre 2) par calcul précis (annexe 1) La classe d’inertie (quotidienne) peut être déterminée par l’une ou l’autre des approches suivantes : Détermination forfaitaire (chap. 1) Détermination par « point d’inertie » (chap. 2) Détermination par le calcul (annexe 1). L’inertie d’un bâtiment, ou d’un zone thermique, est déterminées à partir de l’inertie de chacun des niveaux du bâtiment ou de la zone considérée. L’inertie d’un bâtiment (ou d’une zone) est celle du niveau le plus défavorisé d’un point de vue inertie quotidienne. Remarque : dans le cas d’une caractérisation globale du bâtiment, le niveau le plus défavorisé correspond en règle générale au niveau sous toiture.

CLASSE D’INERTIE par forfait
Th-I CLASSE D’INERTIE par forfait Détermination forfaitaire de la classe d’inertie La classe d’inertie (quotidienne) d’un niveau de bâtiment est déterminée directement à partir du tableau en utilisant les définitions suivantes : Définition du « plancher haut lourd » : Plancher sous toiture (terrasse, combles perdus, rampant lourd) : Béton plein de plus de 8 cm isolé par l’extérieur et sans faut plafond Sous face de plancher intermédiaire : Béton plein de plus de 15 cm sans isolant et sans faux plafond Tout plancher ayant 5 points d’iertie ou plus pour sa face inférieure Ne sont considérés que les faux plafonds possédant une lame d’air non ventilée ou faiblement ventilée (moins de mm² d’ouverture par m² de surface), couvrant plus de la moitié de la surface du plafond du niveau considéré. Est considéré comme plancher en « béton plein » tout plancher constitué de dalle de béton ou d’éléments préfabriqués pleins en béton à base d’agrégats lourds de masse volumique supérieure à kg/m3. Définition du « plancher bas lourd » : Face supérieure de plancher intermédiaire avec un « revêtement sans effet thermique » : Béton plein de plus de 15 cm sans isolant, Chape ou dalle de béton de 4 cm ou plus sur hourdis lourds (béton, terre cuite), sur béton cellulaire armé ou sur dalles alvéolées en béton. Plancher bas avec isolant thermique en sous face avec un « revêtement sans effet thermique » : Béton plein de plus de 10 cm d’épaisseur Dalle de béton de 5 cm ou plus sur hourdis en matériau isolant Tout plancher ayant 5 points d’inertie ou plus pour sa face supérieure. Un « revêtement sans effet thermique » est un revêtement de type carrelage, moquette fine (moins de 6 mm d’épaisseur), dalle plastique et thermoplastique de moins de 3 mm, couvrant plus de la moitié de la surface au sol du niveau considéré. Définition d’une « paroi verticale lourde » : un niveau de bâtiment possède une paroi verticale lourde si elle remplit l’une ou l’autre des conditions suivantes : Mur de façade et pignon isolés par l’extérieur avec à l’intérieur, lorsque la surface de mur est au moins égale à 0,9 fois la surface de plancher (maisons individuelles) : Béton plein 7 cm ou plus Bloc agglo béton 11 cm ou plus Brique pleine ou perforée 10,5 cm ou plus Brique creuses 15 cm ou plus enduite Ou Cloisons de brique pleine ou perforée de 10,5 cm, lorsque la taille moyenne de locaux est inférieure à 30 m² (bâtiments d’habitation, bureaux , …) Ensemble de murs de façade et pignon et de cloisons ayant au total 7 points d’inertie ou plus. Rappel : la classe d’inertie d’un bâtiment, ou d’une zone thermique, comportant plusieurs niveaux est celle du niveau le plus défavorisé (le plus souvent le dernier niveau).

REGLES Th-S Th-S Th-Bât

facteur solaire S des composants d’un bâtiment
Th-S REGLES Th-S facteur solaire S des composants d’un bâtiment Introduction Masques Baies vitrées Parois opaques Ponts thermiques Synthèse Valeurs par défaut des facteurs solaires des baies Introduction Masques Masques proches et lointains hors tableaux des baies Tableau des baies Baies vitrées Paroi vitrée avec ou sans protection rapportée Stores à lames mobiles Prise en compte de l’angle d’incidence Pertes solaires Prise en compte de la partie opaque des baies vitrées Prise en compte des fenêtres ouvertes Protections solaires à projection Baies spéciales Composantes du facteur solaire d’une baie Parois opaques Cas général Parois opaques à lames d’air ventilée sur l’extérieur Parois opaques à lames d’air ventilées sur l’intérieur Ponts thermiques Apports solaires par le sol Apports solaires par les liaisons Apports solaires par des ensembles paroi-liaison Synthèse Baies Valeurs par défaut de facteurs solaire des baies Définition des cas traités Description des tableaux de résultats Valeurs par défaut pour l’ensemble des baies Menuiserie métallique à rupture de pont thermique Menuiseries PVC Menuiseries bois

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

MASQUES masques proches et lointains hors tableaux des baies :
Th-S MASQUES masques proches et lointains hors tableaux des baies : hiver : Th C partie 2, §2.4.2 été : Th E § 3.2.3 tableau des baies : baies verticales nu intérieur ; forfait Frtb = 0,9 Masques proches et lointains hors tableaux des baies L’impact de tels masques est à définir directement dans la méthode de calcul correspondant au domaine visé. Une exception concerne certains débords horizontaux en valeur d’été, traités par assimilation aux stores projetés à l’horizontale (paragraphe 3.7.3). Tableau des baie Le calcul peut être mené à partir des méthodes de calcul correspondant au domaine d’application visé. On peut sinon retenir pour les baies verticales une valeur par défaut du facteur de réduction dû au tableau des baies Frtb de 0.90. Une baie est dite au nu intérieur si la distance entre le plan du vitrage ou du store extérieur, et le plan extérieur du mur est supérieur à 0,20 m

SYNTHESE (§ 6) Th-S 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 * non ventilées

VALEURS PAR DEFAUT (§ 7) 60 tableaux fonction : du type de baie,
Th-S VALEURS PAR DEFAUT (§ 7) 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.

PERMEABILITE A L ’AIR (art.15 arrêté §2.3 Th-C)
engagement sur un résultat OU calcul avec une valeur pénalisante Débit m3/h.m²de paroi (hors planchers) sous 4 Pa 0, , ,5 1, , ,0 Perméabilité à l’air La perméabilité de l’enveloppe est une entrée de la méthode de calcul du coef. C. Elle est représentée par le débit de fuite (en m3/h) sous une dépression de 4 pascals par m² de surface de l’enveloppe. La surface de l’enveloppe considérée est la surface des parois déperditives AT définies ci-avant dont on exclut les planchers bas. La valeur de la perméabilité des bâtiments prise en compte pour le calcul peut être contrôlée sur le bâtiment une fois construit en utilisant la méthode définie dans le projet de norme NF EN ISO 9972. La valeur par défaut de la perméabilité de l’enveloppe (en m3/h.m² sou 4 Pa) est calculée en multipliant la surface d’enveloppe, telle que définie à l’article 15 de l’arrêté, par la valeur de perméabilité donnée dans le tableau suivant : Usage : Logement individuel  1,3 m3/h(H.m²)) perméabilité par défaut Logement collectif, bureau, hôtels, Restauration, enseignement, petits commerces, établissements sanitaires  1,7 m3/h(H.m²)) perméabilité par défaut Autres usages  3 m3/h(H.m²)) perméabilité par défaut Valeurs par défaut de la perméabilité des parois extérieures

Projet Caractéristiques Bâti Logement Bureau Hôtel Enseignement …. découpage en zones Ventilation Chauffage Eau chaude sanitaire Eclairage

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 l’air, apports solaires Zone : surface utile, activité (besoins de chauffage, de ventilation, d’éclairage), caractéristiques de la génération et du stockage desservant la zone, distribution d’ECS, système d’éclairage, accès à l’éclairage naturel Groupe (caractéristiques de l’émission, de la régulation et de la distribution du chauffage)

DECOUPAGE DU PROJET POUR LES CALCULS
BATIMENT C et Cref ZONE La plupart des calculs GROUPE Le projet correspond au permis de construire. Il peut concerner 1 ou plusieurs bâtiments. En cas de 2 ou plusieurs bâtiments pour un seul permis de construire (exemple :un lycée, un hôpital,…), chaque bâtiment doit être conforme INDEPENDAMMENT des autres. Donc, pas de compensations entre bâtiments pour aboutir à un projet conforme à la RT L’ « unité » réglementaire est le bâtiment pour lequel il faudra vérifier si C<Cref. En tertiaire, différentes zones peuvent être présentes et nécessiter des calculs séparés des consommations. En général, le calcul se fait donc par zone; puis les C des zones sont additionnés pour obtenir le C du bâtiment.

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

EN PRATIQUE:DECOUPAGE DU PROJET
segmenter le bâtiment en zones selon la durée d’occupation et de la température logement, enseignement, bureau, commerce, sport, … un bâtiment de logements ===> 1 zone un collège: 3 zones ==>enseignement, restauration, gymnase 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)

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

1er EXEMPLE : BÂTIMENT « MONOZONE » découpé selon les accès à l’éclairage naturel
Ce découpage concerne une des deux options possibles : méthode globale ou méthode local par local (appliquée ici). Voir visuels sur l’éclairage, plus loin.

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

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

Projet Caractéristiques Bâti découpage en zones Ventilation Type d’installation Débits extraits/soufflés Gestion Chauffage Eau chaude sanitaire Eclairage

LA VENTILATION dans L’ARRÊTE du 29/11/2000
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 Les caractéristiques de référence définissent un système de référence, sur lequel est basé le calcul de la consommation de référence, qui sera la consommation à ne pas dépasser avec le système réel.

VENTILATION:CE QUI CHANGE
Domaine d’application Bâtiments résidentiels ET non résidentiels Tous types de système de ventilation Perméabilité de l'enveloppe et des réseaux Valorisation des différents dispositifs de modulation des débits et de récupération d’énergie Manuel temporisé / hygroréglable / détection présence / CO2 Double flux avec récupération Calcul plus précis des consommations d’auxiliaires Référence performante (hygroréglable, double flux) en chauffage par effet joule dans l’habitat en zones H1 et H2 Les systèmes de ventilation considérés sont mécaniques ou par tirage naturel. La déperdition due à l’aération par ouverture des fenêtres est également prise en compte. Le calcul des différents postes énergétiques valorise les systèmes thermiquement intelligents (modulation, récupération…)

VENTILATION : REFERENCES HABITAT
Art 16 : Système par extraction d’air mécanique Modules des entrées air = débit nominal corrigé VMC simple flux Art 19 : Système de référence des zones H1 et H2 si chauffage par par effet Joule :  système de modulation des débits ou de récupération de chaleur permettant de réduire de 20% les déperditions dues à la ventilation spécifique Art 16 : En habitat, système de référence a extraction d’air mécanique : Simple Flux Art 19 : Le système de référence des zones HI et H2 (France sauf pourtour méditerranéen), si le chauffage est électrique, comporte un système pour réduire de 20% les consommations dues à la ventilation spécifique. Les systèmes peuvent être de l’hygroréglable ou du double flux. VMC hygroréglable ou double flux en chauffage électrique, zones H1 et H2 H1,H2

VENTILATION : REFERENCES NON RESIDENTIEL
Art 16 : Système par insufflation et extraction d’air mécanique sans échangeur, sans préchauffage Débits entrants = débits sortants corrigés VMC double flux équilibré sans échangeur D’après l’arrêté, le système de référence en tertiaire est en double flux à insufflation et extraction d’air mécanique, mais sans échangeur ni préchauffage. Les débits entrants sont égaux aux débits sortants (corrigés par les autres articles).: Le système de référence est donc un double flux équilibré sans échangeur. Ce choix est essentiellement dû à la variété des configurations de locaux tertiaires (locaux aveugles…) ne permettant pas toujours un simple flux. La référence doit pouvoir être applicable.

VENTILATION : LES REGULATIONS ET REFERENCES
Habitat effet joule zones H1 et H2 Hygroréglable (suivant ATEC) Modulation Salles de réunion Détection présence Cuisine Manuelle temporisée Autres Sans Programmation obligatoire dans les locaux à occupation ou pollution intermittente

LA VENTILATION dans L’ARRÊTE du 29/11/2000
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

VENTILATION GARDE-FOUS
Tertiaire : Art 65 : locaux climatisés Dispositifs de ventilation spécifique Art 68 : Régulation par local (ou pour plusieurs locaux si < 100m2 au total) requise en débit d’air variable  Art 42 : Temporisation des dispositifs de modification manuelle des débits Art 65 : Les locaux climatisés DOIVENT ETRE spécifiquement ventilés (pas d’ouverture de fenêtres) Art 42 : temporisation : retour automatique à la normale après un certain temps de surventilation Temporisation

Tertiaire : Lorsqu’il y a occupation ou pollution spécifique dans l’espace ou le temps : Zonage et un systèmes de ventilation par zone Art 40 : systèmes indépendants Art 41 : Possibilité de réglage au débit mini quand non occupation ou non pollution Art 41 : la ventilation spécifique doit pouvoir être ramenée au débit mini en période de chauffage quand il n’y a pas occupation ou pollution des locaux : horloge Min : horloge pour couper la ventilation hors occupation

Art 43 : Si dispositifs augmentant les débits en été  arrêt de ces dispositifs en période de chauffage Surventilation été ou nocturne  pouvoir revenir en régime normal en hiver Art 45 : En bâtiments non résidentiels, si surface chauffée > 400 m2  Suivi de la durée de fonctionnement des centrales de ventilation Comptage Art 39 : Si humidification de l’air amené en période de chauffe   5g eau/kg air sec Air amené : HR max = 36 % à 19°C

Art 44 : Isolation de parties des réseaux de ventilation pour : Centrale de traitement d’air • Réseau d’air soufflé chaud ou froid • Réseau d’air soufflé ou repris avec dispositif de récupération ou recyclage hors locaux chauffés Double flux récupération Conduits à l’intérieur de locaux : R 0,6 m 2 K/W th Conduits à l’extérieur de locaux : Art 44 : Les réseaux de ventilation sont isolées dans les cas suivants : Réseau d’air soufflé chaud ou froid (chauffage ou clim) : parties situées entre dispositif de chauffage (ou refroidissement) et limite du local de soufflage, sauf partie entre organe de réglage et local pour air froid (On l’exclut car les pertes sont quand même cédées au local, néanmoins, cette partie sera souvent traitée pour les aspects acoustiques dans la pratique et pour une meilleure efficacité) Réseau d’air soufflé ou repris avec dispositif de récupération ou recyclage (double flux avec récupération) : parties situées à l’extérieur du volume chauffé, et entre dispositif de récupération ou recyclage et limite des zones chauffées du bâtiment. Concernant la ventilation, les conduits situés en locaux chauffés ne sont pas isolés. Résistance thermique des conduits : suivant position e : épaisseur isolant. e=Rth.=0,6 m2K/W * 0,04 W/(mK) = 0,024 m R 1,2 m 2 K/W th et ratio pertes par conduits / pertes par parois Isolation conduit intérieur : 25 mm extérieur : 50 mm

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

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 Infiltrations Entrées d’air Débit supplémentaire Débit spécifique Déperditions A partir du débit hygiénique, et en prenant en compte le mode de gestion, la perméabilité du réseau et les contraintes de dimensionnement de l’installation, plus les apports internes en DF si il y en a, on obtient le débit spécifique. Le vent et le tirage thermique influent sur les infiltrations et entrées d’air. On calcule ainsi le débit supplémentaire. Ces deux débits permettent d’obtenir les déperditions, donc la consommation énergétique due au renouvellement d’air, qui ajoutée à la consommation des auxiliaires de ventilation permet d’avoir la consommation globale (hors appareils de combustion) Consommation de chauffage due au renouvellement d’air Consommation des auxiliaires de ventilation Consommation

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 Pour calculer le débit spécifique de ventilation, on part du débit hygiénique de ventilation, que l’on corrige par un coefficient de gestion, suivant la gestion de la ventilation. On prend en compte la perméabilité du réseau (Cfr), et le coefficient de dépassement Cd Dans le cas d’un double flux, on prend en compte les apports internes Débit spécifique de ventilation

Débit hygiénique Donné par les textes : Habitat : Arrêté de mars 1982 qui fixe les débits à extraire en logement Tertiaire : Règlement Sanitaire et Code du Travail Exemples : Habitat T5, 2 Sdb : Qvpointe=225 m3/h et Qvbase=135 m3/h Bureaux : 25 m3/h.occupant (Code du Travail) Salle de réunion : 30 m3/h.occupant (Code du Travail)

Débit hygiénique Ouverture comportementale des fenêtres En tertiaire : non prise en compte En habitat : Addition d’une déperdition due à l’ouverture des fenêtres pour le plaisir 2h/jour, calculé avec surface ouverte de référence et ratio ouverture de fenêtres A prendre en compte quel que soit le système de ventilation Les débits hygiéniques donnés par les textes sont corrigés en habitat par l’ouverture comportementale des fenêtres (pour le plaisir) On considère qu’en tertiaire, il n’y a pas d’ouverture des fenêtres pour le plaisir. Certains locaux n ’ont d ’ailleurs pas de fenêtre sur l ’extérieur ou ouvrables. En habitat, le débit est à rajouter quel que soit le système de ventilation

Coefficient de gestion 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 Le débit hygiénique est corrigé tout d ’abord par un coefficient de gestion, suivant le type de gestion employé. Attribution d’une durée d’utilisation en grand débit ou d’un coefficient de gestion suivant le type de gestion pour les systèmes mécaniques Par, ex en tertiaire, mieux vaut avoir un asservissment au nb d’occupants (ex: sonde CO2, détection d’activité) qu’un capteur de présence (tout ou rien) si les locaux sont fortement occupés.

Coefficient de gestion Aération par ouverture des fenêtres Si système de ventilation = aération par ouverture des fenêtres : débits entrant et sortant non maîtrisés : durée, conditions extérieures, courants d’air application d’un coefficient moyen de dépassement On ne maîtrise pas le débit d’air qui entre quand on ouvre une fenêtre, les débits de ventilation peuvent être multipliés par un coefficient allant de 1.6 à 10. On retient forfaitairement 1.8 dans le calcul réglementaire pour les déperditions.  débit hygiénique  1,8 !

Coefficients de fuite et de dépassement Perméabilité du réseau  Coefficient de fuite du réseau Cfr Valeur de Cfr suivant le type et la classe du réseau Exemples : Système de référence : classe A, P > 20Pa, Cfr=1,06 P > 20Pa, valeur par défaut : Cfr=1,15 Coefficient de dépassement Cd : prise en compte des contraintes de dimensionnement de l’installation et de la dispersion des caractéristiques de ces composants Cd = 1,15 (Réf. et composants autoréglables certifiés) ou 1,30 Le débit hygiénique est ensuite corrigé par les coefficients de fuite et de dépassement. Les bouches autoréglables certifiées régulent de 0 à 30% au dessus de la valeur réglementaire : en moyenne 15%. Donc le débit est corrigé par un coefficient de 1,15. Les bouches non certifiées sont affublées d’un coefficient correcteur pénalisant de 1,3. Les bouches hygroréglables bénéficiant d’avis technique voient leur débits nominaux corrigés par un coefficient de 1,2. On obtient après ces dernières corrections le débit spécifique de ventilation, sauf pour les ‘ double flux ’, pour lesquels il faut intégrer d’autres modifications. (visuel suivant)

Double flux Tcomble Tconsigne Treprise Textérieure ECHANGEUR Efficacité CONDUIT (en habitat) Longueur Diamètre Nature Débit Isolation Position MOTO-VENTILATEUR Puissance Position / Echangeur Ce schéma synthétise les aspects pris en compte dans les calculs en double flux

Calculs en double flux Échangeur de chaleur : Calcul de la température d’air soufflé avec efficacité Calcul du débit énergétique équivalent Ventilateur  calcul de la variation de température d’air due au ventilateur avec : la puissance électrique du ventilateur la part d’énergie électrique transmise à l’air par pertes du moteur selon position échangeur - ventilateur Pertes en conduits Tertiaire : en locaux non chauffés  pertes négligées Habitat : température des combles ou locaux non chauffés Echangeur: Calcul de la température d’air soufflé après le passage dans l’échangeur : à partir de la valeur de l’efficacité de l’échangeur, de la température extérieure et de la température d’air extrait à l’entrée de l’échangeur. Calcul du débit énergétique équivalent dû à la présence de l’échangeur, à partir de la température d’air soufflé. Ventilateur: La part d’énergie consommée du moteur transmise à l’air fixée à 80% conventionnellement. Cette énergie peut ou non servir à la récupération selon la position du ventilateur par rapport à l ’échangeur. Pertes en conduit Dans le tertiaire, la réglementation fait l’hypothèse que les conduits ne passent dans des locaux non chauffés. Les pertes par les conduits ne sont pas intégrées(car tout est supposé cédé au volume) en revanche, dans l’habitat, les pertes dans les conduits sont prises en comptes : par convention, les déperditions des conduits sont réparties à égalité entre le soufflage et l’extraction. On obtient alors le débit spécifique énergétique pour le double flux.

VENTILATION:DEBIT SUPPLEMENTAIRE
Exposition au vent Perméabilité du bâtiment à l’air Perméabilité entre façades et niveaux Entrées d’air Après le calcul du débit spécifique, il faut calculer le débit supplémentaire dû au vent. Plusieurs aspects sont à prendre en compte : l’exposition au vent et la vitesse du vent, la perméabilité du bâtiment à l’air, la perméabilité entre façade et niveaux (tirage thermique), qui jouent sur les infiltrations et entrées d’air... Débit supplémentaire

PERMEABILITE A L ’AIR Rappel des valeurs référence et par défaut
Débit m3/h.m²de paroi (hors planchers) sous 4 Pa 0, , ,5 1, , ,0

Tirage thermique Dépend de l’étanchéité entre les niveaux et hauteur de la zone Influence du vent sur le site Vitesse du vent sur le site (vitesse météo, zone de construction, hauteur du bâtiment…) Coefficients de pression Cp h P tirage thermique Cp > 0 Cp < 0 Vent +++++ ----- Tirage thermique : Pour les bâtiments de plusieurs étages, il y a une différence de pression entre le haut et le bas, si il n’y a pas de dalle étanche entre les étages. Cette différence de pression crée une entrée d’air en bas du bâtiment, et une sortie en haut : c’est le tirage thermique. Vitesse du vent : on définit la vitesse du vent sur le site, d’après la météo, la hauteur du bâtiment (prise au vent), et la zone de construction : rurale, semi-urbaine, urbaine. Par défaut, les calculs se font pour une zone semi-urbaine. On donne alors des coefficients de pression aux façades du bâtiment, selon l’orientation et l’abri (pas abrité, mi-abrité, abrité) Le tirage thermique et la vitesse du vent jouent tous les deux sur les infiltrations et les entrées d’air, qui sont réparties automatiquement sur les façades. Ils peuvent parfois avoir des effets contradictoires.

VMC simple flux Extraction Infiltrations Le tirage thermique et la vitesse du vent influent sur les entrées d’air privilégiées de l’air et les infiltrations, débits parasites. L’air qui entre par l’un de ces deux moyens sort par extraction et éventuellement par exfiltration. Exfiltrations Entrées d’air Pint < Pext

DONNÉES D’ENTRÉE SF Débit spécifique DF Débit supplémentaire
Efficacité de récupération Puissance et position des ventilateurs Isolation des conduits SF Débit hygiénique Coefficient de gestion (horaire…) Coefficient de dépassement (bouche autoréglable, certifiée ou non) Coefficient de fuite (Cfr) Débit spécifique DONNÉES D’ENTRÉE Vitesse du vent météo Zone de construction Hauteur du bâtiment Perméabilité entre façades Orientation Influence du vent Perméabilité du bâti à l’air Perméabilité entre niveaux, hauteur de zone Entrées d’air Influence du tirage thermique Débit supplémentaire Ce transparent récapitule toutes les données à rentrer pour le calcul du débit énergétique équivalent dû à la ventilation, hors consommation des auxiliaires. Les données en simple flux et double flux donnent le débit spécifique. Les facteurs influençant le tirage thermique et la vitesse du vent jouent sur le débit supplémentaire. Il ne reste pour avoir la consommation totale qu’à calculer la consommation des auxiliaires et à transformer les débits en besoin de chauffage.

VENTILATION : CONSOMMATION
Débit spécifique Débit supplémentaire Consommation Consommation des auxiliaires de ventilation A partir du débit spécifique et du débit supplémentaire, on ajoute la consommation des auxiliaires pour calculer la consommation.

VENTILATION CONSOMMATION DES AUXILIAIRES
Consommation des ventilateurs : elle est fonction de la puissance du ventilateur du temps de fonctionnement du facteur de correction gestion et régulation des ventilateurs (0 ou 1) Puissance de préchauffage de l’air neuf : température de préchauffage (15 ou 20°C) température de l’air soufflé en présence de l’échangeur température de l’air soufflé en présence du ventilateur

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

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

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

GENERATEUR DE CHAUFFAGE
autre qu’à effet Joule chaudière condensation chaudière basse température chaudière standard moyenne du marché chaudière standard directive > 1/01/2003 : chaudière avec veilleuse Les générateurs autres que ceux à effet Joule sont comparés à un générateur générique de référence défini dans l’arrêté. Ce générateur qui sera utilisé pour le calcul de Cref correspond à une chaudière moyenne du marché en termes de performances. Pour situer ces performances de référence, les 3 niveaux de rendements de la directive européenne « rendement » sont indiqués sue le visuel : par ordre croissant de performance, « standard », « basse température », « condensation ».

REGULATION DE TEMPERATURE DE LA GENERATION
température variable température constante

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

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

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

LES BESOINS : AVANT / APRES
RT 88 logement annuels saison de chauffage fixée indépendant du système de chauffage ne tiennent pas compte de l’intermittence valorisation de la surface des fenêtres et de leur orientation RT 2000 mensuels par phase de chauffage saison de chauffage calculée dépendent de l’émetteur et de sa régulation tiennent compte de l’intermittence valorisation de l’orientation des fenêtres

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

CALCUL DES BESOINS DE CHAUFFAGE
1) Déperditions de chaleur tiennent compte: des émetteurs, de la régulation terminale, de l’intermittence du chauffage 2) Apports internes et solaires pertes du système d’eau chaude 3) Durée de la saison de chauffage 4) Calcul des besoins de chauffage Le calcul des besoins de chauffage se fait en trois étapes. Le calcul des déperditions, le calcul des apports et le calcul des besoins de chauffage

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

Etape 1 : Prise en compte de l’émission et de la régulation Type zone T consigne initiale Type régulateur Type émetteur T° consigne corrigée Variation temporelle Variation spatiale

TYPES D’EMETTEUR Référence

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

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

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

Etape 2 : Impact de l’intermittence du chauffage Ubat Débit ventilation Type zone Scénario usage programmateur Inertie Température équivalente semaine nuit week end T° consigne corrigée

TYPES DE PROGRAMMATEUR D’INTERMITTENCE
optimiseur + contrôle d’ambiance horloge + contrôle d’ambiance horloge sans contrôle d’ambiance (référence logement collectif > 400m²) occupation discontinue pas de dispositif

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

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

APPORTS DE CHALEUR Apports internes
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… les apports sont calculés pour chaque mois les apports internes sont les mêmes pour le calcul du C et du Cref

APPORTS DE CHALEUR Apports solaires
l’ensoleillement est calculé mensuellement pour chaque orientation N/E/S/O/Horizontal sont valorisés une bonne orientation des baies un facteur solaire élevé 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 la référence correspond aux valeurs par défaut Remarque : Les surfaces vitrées importantes ne sont pas valorisées car elles engendrent le plus souvent des problèmes d’inconfort l’hiver (effet de paroi froide) et l’été (surchauffes et éblouissement). La RT pénalise même les très grandes surfaces vitrées via la surface des baies en référence pour le calcul de Ubatref et via les contraintes de thermique d’été (voir plus loin). Pour le calcul des « aires réceptrices équivalentes des apports solaires », voir Th-C §2.4.

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: les apports de chaleur le coefficient de déperdition moyenne calculé à partir du Ubat et des déperditions par ventilation

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

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

CONSOMMATIONS DE CHAUFFAGE CALCULEES PAR PHASE
BESOINS + PERTES DE DISTRIBUTION(*) + PERTES DE GENERATION (*) intégrant les pertes récupérées des distributions chauffage et ECS S’ajoute à ces consommations, les consommations d’auxiliaires e l’installation de chauffage.

DEFINITION DES EQUIPEMENTS
L’équipement chauffage est déterminé dans les conditions nominales (qeb): Type, gestion et puissance d’émission Architecture et typologie de la distribution Génération de chaleur et son mode de gestion La description de l’équipement doit être réalisée par étapes en fonction d’un découpage précis

SCHEMA TYPE D’UN SYSTEME CHAUFFAGE
Zone de chauffage (Besoins) Émetteur de chaleur Génération Interface de gestion Programmation et régulation Distribution

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

Exemple simple : maison individuelle
Bâtiment Zone de chauffage Groupe de chauffage Génération de chaleur La maison est équipée d’un 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

Exemple avec groupes : maison avec PCBT + radiateurs
La maison est équipée de 2 groupes de chauffage : Plancher chauffant au RdC Radiateurs à l’étage L’ensemble forme une zone avec le même mode de programmation Chaque groupe dispose d’une distribution et interface adapté L’ensemble 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

Exemple plus complexe : bâtiment tertiaire
Zone 1 de chauffage Groupe de chauffage Génération de chaleur Zone 2 de chauffage Zone 3 de chauffage 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.

Exemple avec 2 bâtiments
Zone 1 de chauffage Groupe de chauffage Zone 2 de chauffage Zone 3 de chauffage Bâtiment 2 Génération de chaleur 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

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

Ce principe de découpage permet :
L’intégration de différents équipements de chauffage, distribution, interface de gestion et génération de chaleur. L’association de zones et d’usages diversifiés Le traitement de différents cas possibles Bâtiment Zone de chauffage Groupe de chauffage Génération de chaleur

ELEMENTS DEFINISSANT UN GROUPE
L’émission avec son type, niveau de température et mode de gestion La distribution interne du type bitube, pieuvre, monotube, son niveau d’isolation 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, d’isolation des canalisations et gestion du circulateur peuvent être valorisés.

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 q 50°K ou « normale » Moyenne q 30°K radiateur basse température Basse q 15°K plancher chauffant Le mode de gestion : Bitube vanne 2 ou 3 voies Monotube Commande du ventilateur associé en Tout ou Rien (TOR)

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

EMISSION DE CHAUFFAGE RÉFÉRENCE Les PLUS : Les MOINS :  T 50 Rth
Fonctionnement à basse q : q 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 qw > aux besoins Auxiliaires d’émission et leur commande (TOR …) RÉFÉRENCE Émetteur à haute q : q 50 Variation spatio-temporelle = 1.7 K Régulation en fonction du besoin du local Pas d’auxiliaires d’émission (pas de ventilateur local)

Évolution de q et qm selon le montage et la régulation de q eau chaude
27.6 22.3 23.0 K qw - qa 0.395 0.143 m3/h q réseau 123 100 103 - Indice Dq distribution 47.3 42.0 42.7 °C qw moy. réseau 35.4 39.3 q retour réseau 36 Indice q/qn réseau 50.0 44.8 q départ EC > au besoin f(besoin) Régulation q EC V3V bypass Rob.therm ou V2V Montage

EFFETS DU CHAUFFAGE BASSE TEMPERATURE
Améliore le niveau de confort (ST plus faible) Réduit les pertes de distribution (qw-qa plus faible) Augmente la puissance nominale des émetteurs à mettre en place Augmente le débit d’eau, 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)

PERTES AU DOS DES EMETTEURS INTEGRES AU BÂTI
Perte Qb = Qh.(Apcbt /Azone ).Xb/100 Xb = 100 (Ri/Rb) en [%] Plancher / LNC ou extérieur Rb = 1/(b.Uo – Ri) Plancher / vide sanitaire ou sous-sol Rb = 1/(Uo – Ri) Plancher sur terre plein Rb = Ag/Lg – Ri Ri = 0.20 (m²K/W) en général (résistance au dessus du plan chauffant) Exemple : Apcbt sur LNC = 60m² et Azone = 100m² Ri plancher = Uo = et b = 0.8 Perte Qb = Qh (60/100) * 0.2/(1/( )) Qb = Qh soit 3,2% de pertes Ne pas oublier que pour la référence, l’émetteur n’a pas de pertes au dos.

VENTILATEUR D’UN VENTILO-CONVECTEUR
Attention : La référence d’émission n’en prend pas en compte La puissance par défaut est de 50 W / kW chauffage La consommation d’énergie 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

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 d’isolation thermique en fonction du diamètre des canalisations A partir de paramètres simples ( Surface, nombre de niveaux, position, niveau d’isolation, …) modèle paramétrique estimant automatiquement les longueurs, diamètres, coefficients de pertes de chaleur et charge du circuit. Le concepteur peut éventuellement indiquer ses propres valeurs.

Bitube apparent Pieuvre incorporée en dalle Boucle monotube Plancher chauffant

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 : Dans le volume chauffé à l’air libre U = De(mm) Dans le volume chauffé incorporé en dalle U = De(mm) Hors volume chauffé ( classe 2 isolant ) U = De(mm)

COEFFICIENT U des CANALISATIONS DE CHAUFFAGE
U (W/m.K) = Au De (mm) + Bu De (mm) = q(m3/h)0.4 0.120 8.00E-4 300 10 Isolant Classe 6 0.140 1.10E-3 Isolant Classe 5 0.160 1.50E-3 Isolant Classe 4 0.180 2.00E-3 Isolant Classe 3 0.200 2.60E-3 Isolant Classe 2 0.220 3.30E-3 Isolant Classe 1 0.646 1.94E-3 32 Sous fourreau jeu 50 % 0.845 3.49E-3 Sous fourreau jeu 30 % 0.216 3.29E-2 100 Nu à l’air libre Bu Au De maxi De mini Type d’isolation A minima pour les circuits en dalle A minima hors volume chauffé

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

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

CALCUL DES PERTES DE DISTRIBUTION DE CHAUFFAGE
Qd (Wh) =  Ui.Li.(qw-qamb).t Li [m] et Ui [(W/(.K)] = longueur et coefficient U du tronçon « i » du réseau de distribution qw = q moyenne [°C] du réseau chauffage durant la phase qamb de l’espace où circule le réseau = qi – b (qi-qe) b = coefficient de réduction de température qi = q intérieure de chauffage qe = q extérieure moyenne du mois t = durée de la phase [h] Éléments à valoriser : Tous les Ui < Ui référence qw de distribution < qw de distribution référence

Zone chauffée qa Générateur Émetteurs de chauffage
Perte de distribution hors zone chauffée Non récupérable dans zone chauffée récupérable q (lnc) = qa – b (qa-qe)

AUXILIAIRES CHAUFFAGE
Leur puissance électrique Pcir est fonction de : Sa puissance hydraulique Ph [W] = qn. Hmn / 3,6 qn = débit nominal d’eau du circuit [m3/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

AUXILIAIRES CHAUFFAGE
Leurs consommations d’énergie sont fonction : de la durée de marche t [h] (permanente ou asservie) du type ( vitesse constante ou variable ) 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)0.676 pour les circulateurs à vitesse variable Si la pompe est arrêtée durant la phase arrêt chauffage : Fcpr = 0 durant cette phase

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 l’inter-groupes Les caractéristiques réelles des réseaux inter-zones et inter-bâtiments ( par simplification, si le niveau d’isolation et régulation est >= à la référence, les réseaux peuvent être négligés en référence et en projet) Le niveau de température, d’isolation des canalisations et gestion du circulateur peuvent être valorisés. Les longueurs, les positions de référence et projet sont toujours identiques

LES ELEMENTS DE LA GENERATION A EFFET JOULE
Générateurs confondus avec l’émetteur Caractéristiques : puissance, classe spatio-temporelle de l’ensemble « 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 d’auxiliaires = 0 (sauf pour les ventilo-convecteurs)

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 d’espace tampon Le ou les circuits chauffage et ECS raccordés à la génération

PRINCIPALES CARACTERISTIQUES D’UN 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 l’arrêt [W à q 30°] Puissance électrique des auxiliaires [W] Présence ou non d’une veilleuse q minimale en marche continue

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

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

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 : qgen = maxi (qch, qmini gen) Pch/Pn = taux de charge Caractéristiques générateur Rendement utile [%/PCI] et consommation d’énergie [kWh] Durée de marche [h] des auxiliaires et du générateur Pertes de chaleur éventuellement récupérables( (mono-zone)

PERTES DE GENERATION SELON LA CHARGE
0.3 Pn Pch Pn P [kW] Pertes [kW] Courbe d’évolution des pertes selon la charge pour une qgen donnée Pertes à l’arrêt Pertes à charge 30 %

REFERENCE POUR LA GENERATION (autres qu’à effet Joule)
Puissance nominale [kW], nombre et emplacement définis par le concepteur Rendements sur PCI, pour Pn<400kW (si Pn>400kW) à charge 100 % et 70°C Rnom% = log10Pn (89,2) à charge 30 % et 50°C R30% = log10Pn (88,2) % Pertes arrêt/Pn, à charge nulle et Dq30 = 1.75 – 0.55 log10Pn Puissance des auxiliaires [W] : Paux = Pn q minimale de fonctionnement = 45 °C Fonctionnement à q variable, en cascade avec isolement hydraulique des générateurs inutilisés

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

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

PERTES RECUPERABLES DE LA GENERATION ( dans le cas d’un équipement mono-zone )
Pertes par les parois : Q par_rec = Parrêtnom (Dq/30)1.25 (1-b) p-Qp.g t c Pertes des auxiliaires de génération : Q aux.g rec = Qaux.g (1-b) t f-g avec : Dq = qgen – qlocal et b = coefficient de réduction de température Parrêt nom = pertes à l’arrêt 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]

COMPARATIF ENTRE GENERATEURS REFERENCE / STANDARD
0.3 Pn Pch Pn P [kW] Pertes [kW] Générateur standard Générateur de référence Pertes > à la référence Point de marche

COMPARATIF ENTRE GENERATEURS REFERENCE / BASSE TEMPERATURE
0.3 Pn Pch Pn P [kW] Pertes [kW] Générateur basse température Générateur de référence Pertes < à la référence Point de marche

Projet Caractéristiques Bâti découpage en zones Ventilation Chauffage Besoins Nombre points de puisage Réseau bouclé ? Eau chaude sanitaire Eclairage Géométrie boucle Isolation boucle Gestion circulateur Génération

BESOINS D’EAU CHAUDE SANITAIRE
CE QUI CHANGE : Prise en compte de l’eau chaude sanitaire en bâtiments résidentiels ET en bâtiments non résidentiels

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

Besoins unitaires « a » et types d’unité dépendent
ECS : LES BESOINS Besoins unitaires « a » et types d’unité dépendent de l ’usage de la zone de facteurs complémentaires (pour établissements sanitaires, restauration, hôtels) 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)

BESOINS D’ECS : DONNEES D’ENTREE
Paramètres automatiquement définis à partir de données déjà saisies : Tef mensuelles selon la zone climatique type d’unité selon l’activité de la zone Données d’entrée spécifiques pour Becs : - nombre d’unités (repas/jour, lits, chambres, m²) - données complémentaires : avec ou sans blanchisserie, hébergement, cuisine traditionnelle ou self, nombre d’étoiles

SYSTEMES d’ECS 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

STOCKAGE d’ECS chauffe-eau électrique
Si Vs < 500 l ==> Cr =1.25 Vs-1/3 Si Vs > 500 l ==> Cr =2 Vs-0.4 Si Vs v < 200 l ==> Cr =0.22 Si Vs h > 200 l ==> Cr =0.30 Vs réf = Vs projet Le volume de stockage de référence est celui du projet (règle valable pour tous les systèmes) Vs v : volume d’un chauffe-eau électrique vertical Vs h : volume d’un chauffe-eau électrique horizontal. Ces valeurs garde-fous correspondent au niveau NF-B performance en vertical (ex-référence 1988) et NF performance en horizontal.

STOCKAGE d’ECS Autres qu’électriques
Vs réf = Vs projet Cr = 3.3 Vs-0.45 Accumulateur gaz : performance de la EN 89 chauffe-bain : performance de la EN 26 La formule s’applique aux préparateurs d’ECS alimentés par une chaudière à combustible ou une sous-station de réseau urbain. Pour les accumulateurs gaz, les pertes sont essentiellement celles par les fumées.

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

CONSOMMATIONS D’ECS BESOINS + PERTES DE DISTRIBUTION
+PERTES DE STOCKAGE + PERTES DE GENERATION CALCULS MENSUELS (+ CONSOMMATIONS DES AUXILIAIRES) Après avoir déterminer les besoins, il faut déterminer les pertes du systèmes d’ECS pour aboutir aux consommations.

CONVENTIONS DE CALCUL POUR LA DISTRIBUTION ECS INDIVIDUELLE (non bouclée)
Forfait par point de puisage correspondant à l’élimination du bouchon d’eau froide dans le réseau : 5 ml de tube 16/18 soit 1,2 litre d’eau qecs = 55°C et qa = qi normale de chauffage 4 puisages/jour en résidentiel, 3 dans les autres cas

DISTRIBUTION ECS COLLECTIVE BOUCLE ou MAINTIEN EN TEMPERATURE
Calcul des pertes de chaleur selon : L’architecture et la typologie (longueurs, isolation et position du réseau ECS -->bouclage ou traçage) La durée et le rythme d’usage de la boucle ECS L’écart de température qecs (55°C) et l’ambiance ou circule le réseau Calcul de la consommation du circulateur de bouclage ECS selon ses caractéristiques

COEFFICIENTS U DES CANALISATIONS CHAUFFAGE ET ECS
U (W/m.K) = Au De (mm) + Bu 0.120 8.00E-4 300 10 Isolant Classe 6 0.140 1.10E-3 Isolant Classe 5 0.160 1.50E-3 Isolant Classe 4 0.180 2.00E-3 Isolant Classe 3 0.200 2.60E-3 Isolant Classe 2 0.220 3.30E-3 Isolant Classe 1 0.646 1.94E-3 32 Sous fourreau jeu 50 % 0.845 3.49E-3 Sous fourreau jeu 30 % 0.216 3.29E-2 100 Nu à l’air libre Bu Au De maxi De mini Type d’isolation

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 d’isolation (colonne et horizontal), mode de fonctionnement du réseau … Détaillée Le concepteur détermine les longueurs, les diamètres, l’isolation, position de la boucle de distribution ECS et mode de fonctionnement, la puissance du circulateur de bouclage …

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

PERTES DE STOCKAGE ECS Qg,w (kWh) = 10-3 Vs Cr (qecs- qamb) nj.occ
Vs : volume de stockage [litres] Cr : constante de refroidissement [Wh/l.K.jour] qecs = 65°C qamb = qi – b (qi- qe) b = coefficient de réduction de température du local non chauffé où est situé le stockage q i = température intérieure de chauffage q e = température moyenne extérieure du mois nj.occ = nombre de jours d’occupation du mois

PERTES ECS RECUPERABLES
SONT PRIS EN COMPTE : La distribution individuelle non bouclée Les pertes du stockage s’il 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

GENERATEURS D’ECS 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 d’ECS (gaz seulement) ou alimentant un préparateur d’ECS (§11.6) Chauffe-eau gaz (§11.6) Accumulateur gaz (§11.6)

Projet Caractéristiques Bâti découpage en zones Ventilation Chauffage Eau chaude sanitaire Puissance installée Eclairage naturel Dispositif de gestion Eclairage Génération

ECLAIRAGE Domaine d’application
- les bâtiments non-résidentiels - l’éclairage général sont exclus : les éclairages extérieurs, des logements de fonction, des parkings, de mise en valeur des marchandises, de sécurité.

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

ECLAIRAGE Principe du calcul de la consommation
[Wh/an] tecl zone : nombre d’heures de fonctionnement annuel de l’éclairage de la zone en fonction : - du type d’usage : scolaire, bureau... - de l’éclairage naturel - du type de gestion Contrairement aux calculs pour le chauffage, l’ECS ou les auxiliaires, il s’agit d’un calcul annuels selon une méthode encore expérimentale. En conséquence, les résultats finaux seront « bridés » par prudence en attendant un bilan d’utilisation et une validation des résultats (voir visuel plus loin : Eclairage : 4ème et 5ème étapes). Pecl zone : puissance d’éclairage de la zone [W]

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

ECLAIRAGE : Définition de tecl (1)
tecl = C C1.C2.C3.C4. tenuit_type tejour_type Il s’agit des durées maximales conventionnelles annuelles de fonctionnement durant les périodes sans et avec lumière du jour.

tecl = tenuit_type C2.C3.C4. tejour_type C1 C1 C1 s’applique sur tenuit ET tejour. Il correspond au système de commande générale d’un local, d’une zone ou d’un bâtiment.

REGULATION DE L’ECLAIRAGE
éclairement intérieur avec gradation détection de présence pour l’extinction horloge + interrupteur commande manuelle par pièce commande manuelle multi pièce La référence est l’interrupteur commandant un local. Tout système commandant l’éclairage d’un local plus performant est bonifié.

tecl = C1.tenuit_type + C1.C C4. tejour_type C3 Déterminer Ic (indice de clarté) et Ip (indice de profondeur Calculer Ic-5.Ip Pour la référence, tous les locaux ou zones ayant accès à l’éclairage naturel bénéficie d’un éclairage naturel moyen. Un local est à accès à l’éclairage naturel « impossible » si il ne peut effectivement pas en bénéficier (percement impossible lié aux règles d’urbanisme, proximité d’un bâtiment voisin,…). Sa référence sera aussi considérée comme « impossible » : donc, pas de pénalisation  C3 = 1 et C3ref = 1. En revanche, un local à accès à l’éclairage naturel « nul » pourrait en bénéficier. Alors, C3 = 1 et C3ref = 0.8.

tecl = C1.tenuit_type + C1.C2.C tejour_type C4 C4 traduit le gain obtenu avec un système de gestion tenant compte de la présence de l’éclairage naturel.

tecl = C1.tenuit_type + C C3.C4. tejour_type C2 Le « gisement » d’éclairage naturel est différent selon la zone climatique. La méthode a été calée pour la zone H1. D’où C2 = 1 pour cette zone.

ECLAIRAGE Marche à suivre
1ère étape : ==> découpage du bâtiment par zone (selon les accès à l’éclairage naturel, puis selon le type d’activité 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 2ème étape : vérification des garde-fous 3ème étape : définition de Pecl pour chaque zone pour le projet et sa référence 4ème étape : calcul des Cecl zone et Cecl pour le projet et sa référence 5ème étape : éventuel « écrêtement » de Cecl

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

OPTION « Méthode globale »
ECLAIRAGE : 1ère étape OPTION « Méthode globale » Découpage du bâtiment en 2 parties - partie pouvant bénéficier d’éclairage naturel, surface = Aeclnat calcul de Ic et Ip C3 - partie ne pouvant pas bénéficier d’éclairage naturel C3 = 1, surface = Atotale- Aeclnat

ECLAIRAGE NATUREL Méthode globale
Cas où Aeclnat =  Alocaux Les bâtiments de moins de 10 m d’épaisseur et dans lesquels les seuls locaux non munis de fenêtres sont les locaux de stockage, les circulations, les locaux techniques et les sanitaires, sont considérés comme entièrement ayant accès à l’éclairage naturel.

Cas général : Aecl =  aecl 5m aec Locaux sans accès à lumière du jour Partie de local muni de baies bénéficiant d’éclairage naturel Partie de local muni de baies ne bénéficiant pas d’éclairage naturel Luminaires à commande indépendante à >5m de la baie Luminaires à commande non indépendante à >5m de la baie

pour la partie du bâtiment bénéficiant de l ’éclairage naturel Indice de clarté : Ic = 100.Av.df / Aeclnat Surface vitrée de baie Facteur de transmission diffuse baies Indice de profondeur : Ip = Aeclnat / 1,3.péri Longueur équivalent de façade

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

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

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

exemple de zonage d’un hôtel 3* selon l’usage et la lumière du jour
Locaux avec accès à l’éclairage naturel Locaux sans éclairage naturel

Calcul de tecl et teclref
ECLAIRAGE : 1ère étape Calcul de tecl et teclref tecl : défini à partir de C1, C2, C3 et C4 des zones du projet et de leurs types d’usage 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.

Exemple d’un bureau Interrupteur interrupteur + détection présence
régul éclairement

ECLAIRAGE : 2ème étape Vérification des garde-fous
(chapitre VI de l’arrêté) Art.59 : si les occupants peuvent commander l’éclairage 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

ECLAIRAGE : 2ème 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 d’éclairage à moins de 4m d’une baie et P > 200W - points d ’éclairage à plus de 4m et P > 200W commande séparée des points <4m et > 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 L’article 63 vise les horloges et détecteurs de présence non asservis à la présence de l’éclairage naturel.

ECLAIRAGE : 3ème étape Définition de Pecl
Pecl = puissance installée [W] si Pecl non connue ==> Pecl = 1,5.Peclref si éclairage par luminaires non prévu à la construction en zone d’hébergement ==> Pecl = 0 Se reporter au programme de l’opération pour définir les niveaux d’éclairement (en lux = lumen/m²) requis selon les activités et les usages. Voir aussi les documents de l’Association Francaise de l’Eclairage (AFE). Les puissances sont estimées selon l’efficacité de la source (lampe) et la nature du luminaire. A titre d’exemples : lampes à incandescence : de 7 à 20 lumens/W Lampes à halogènes : de 12 à 25 lumens/W Lampes fluorescentes compactes : de 40 à 85 lumens/W Tubes fluorescents : de 40 à 104 lumens/W

Exemple d’un bureau Eclairement maintenu 400 lux sur 10 m²
2 plafonniers 4 tubes 18W T8 ou 14 W T5

Définition de Peclref (Art.26)
ECLAIRAGE : 3ème étape Définition de Peclref (Art.26) Puissance de référence méthode globale 16 W/m² bureaux et commerces 15 W/m² enseignement, salle de conférences.. 12 W/m² hôpitaux, hôtels, restaurants 10 W/m² sport, stockage, transport si éclairage général insuffisant ==> 3W/m² pour 100 lux Des applicateurs peuvent être tentés de prescrire systématiquement des éclairages mobiliers (lampes de chevet, de bureau,…) parce que non soumis à la réglementation. Le législateur ne peut pas empêcher cette pratique. Cependant, la contrainte réglementaire s’applique sur l’éclairage général, même si celui-ci n’assure pas à lui seul l’éclairement requis dans le local considéré. D’où les 3W/m² pour 100 lux.

Définition de Peclref (Art.26)
ECLAIRAGE : 3ème étape Définition de Peclref (Art.26) Puissance de référence méthode détaillée 6 W/m² stockage et archives 12 W/m² halls d’accueil et circulations 15 W/m² autre local de plus de 30 m² 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 Commentaires : voir visuel précédent

ECLAIRAGE : 4èmeet 5èmeétapes
Calcul de Cecl et Cecl ref Cecl = Puissance * tecl Cecl ref = Puissance ref * teclref Limitation des compensations si Cecl < 0,9.Ceclréf Cecl = 0,9.Ceclréf si Cecl > 1,1.Ceclréf Cecl = 1,1.Ceclréf +10% Compte-tenu du caractère expérimental de la méthode pour l’éclairage, celle-ci est bornée dans ses effets. Pour l’éclairage on ne pourra pas pénaliser ou bonifier de plus de 10% le projet par rapport à sa référence. -10%

LES COEFFICIENTS C et Cref
Consommations pour le chauffage Consommations pour l’eau chaude sanitaire Consommations des auxiliaires Consommations d’éclairage (tertiaire) Pour chaque énergie Pour chaque mois Transformées : en consommation annuelle (kWh/an) en énergie primaire (kWh ep/an) Le coefficient 2.58 permet d’ajouter aux kWh électriques, des kWh d’autres énergies (gaz, fioul, bois,…) affublés d’un coefficient égal à 1, afin d’aboutir aux kWh d’énergie primaire. Le coefficient C n’est donc pas de l’énergie consommée par l’utilisateur final, donc ne peut pas correspondre à des factures énergétiques. Le facteur 2.58 est relativement neutre puisque il s’applique aussi bien à la référennce qu’au projet. C (kWh ep) = 2,58 C (kWh) élec C (kWh) autres énergies Cref (kWh ep) = 2,58 Cref (kWh) élec. + Cref (kWh) autres énergies

THERMIQUE D’ETE OBJECTIFS Bâtiment non climatisés
Limiter les surchauffes en été Bâtiments climatisés Limiter les consommations de climatisation

CLIMATISE OU NON CLIMATISE ?
Bâtiment (ou zone) climatisé (e) Production de froid par machine thermodynamique ... 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 Définitions nécessaires puisque les exigences réglementaires sont évidemment différentes selon que le bâtiment est considéré climatisé ou non climatisé.

ZONES CLIMATIQUES D’ETE
Les quatre zones sont définies dans l’annexe I de l’arrêté, selon un découpage départemental. Elles servent à l’application de la méthode de calcul Th-E. Le découpage retenu ne recoupe pas celui utilisé pour les zones climatiques d’hiver. A chaque zone (Ea, Eb, Ec, Ed), correspond un jour chaud de base, caractérisé par : une température quotidienne moyenne, Tqm; une amplitude de température quotidienne, Eq étant la demi amplitude ; une humidité quotidienne moyenne, wm (utilisée pour calculer le refroidissement obtenu lorsqu’un système de rafraîchissement adiabatique est utilisé) ; un ensoleillement moyen et sa répartition heure par heure. Pour l’ensemble des zones, les températures, amplitudes et humidités sont distinctes entre le littoral et l’intérieur des terres. Une correction de la température quotidienne moyenne est également prévue en fonction de l’altitude du lieu de construction : - entre 400m et 800m :Ea  Ea; Eb  Ea; Ec  Eb; Ed  Ec. - au-dessus de 800m : tout est en Ea

BATIMENT NON CLIMATISE
Les moyens du confort d’été Ventilation par ouverture des baies Inertie thermique Protection solaire des baies Trois types d’actions sont prévus pour le confort d’été sans recours à la climatisation : la ventilation transversale par ouverture des baies vitrées qui permet de réduire la sensation de surchauffe liée à des températures d’air importantes la protection contre les apports solaires. Différents moyens sont envisageables : - mise en œuvre de protections solaires sur les baies vitrées ou de vitrages spéciaux permettant de limiter la pénétration des apports solaires à l’intérieur du bâtiment ; - l’utilisation de pare-soleil intégrés aux bâtiments (auvents, balcons, avancées de toiture, etc.), permettant d’ombrer les parois opaques et les vitrages ; - le choix de teintes claires pour les revêtements de façades et pour les toitures, de manière à limiter l’absorption du rayonnement solaire; la mise en valeur des possibilités de stockage de chaleur dans la structure du bâtiment (inertie), afin d’amortir les apports solaires et internes, et de lisser les variations de température extérieure. Toutes ces actions peuvent être combinées et devront être adaptées à la zone climatique d’été dans laquelle se situe la construction. Les actions en vue du confort d’été, devront également être adaptées à l’environnement sonore du lieu de construction. En effet, trois classes d’exposition des baies au bruit des infrastructures routières sont définies dans les textes réglementaires (BR1, BR2, BR3 en partant de la moins exposée à la plus exposée).

BATIMENT NON CLIMATISE APPLICATION
Conformité du bâtiment par rapport à la référence Méthode directe ou calcul (Th-E) Possibilité de justifier par zone Contrôle des caractéristiques minimales Chaque chambre : protection solaire Chaque local : mobilité des baies Pas d’exigence si la surface de baie est très faible (2% de la surface de plancher) Pour vérifier la conformité d’un bâtiment à la réglementation, il n’est pas nécessaire de faire de calcul. Il suffit de s’assurer que les performances des protections solaires de chaque baie sont au moins égales aux caractéristiques minimales définies au titre II de l’arrêté du 29/11/2000. Si l’on veut néanmoins utiliser le calcul pour optimiser la conception du projet, il faut utiliser la méthode Th E. Celle-ci définit comment calculer la température intérieure conventionnelle de référence (Ticref) et la température intérieure conventionnelle (Tic) du bâtiment ou de la zone du bâtiment étudiée. Pour que le projet soit conforme, il faut que Tic soit inférieure ou égale à Ticref, pour le bâtiment étudié dans son ensemble ou pour chaque zone du bâtiment étudiée l’une après l’autre. Si le calcul conduit à une valeur de Ticref inférieure à 26°C, Ticref est alors égale à 26°C. La température intérieure conventionnelle (Tic ou Ticref) est la valeur maximale de la moyenne sur trois heures consécutives de la température intérieure opérative.

Art. 13 : La protection solaire de référence de chaque baie tient compte : de la zone climatique (Ea, Eb, Ec, Ed) de l’inertie du bâtiment (légère, moyenne lourde, très lourde) de l’exposition au bruit de la baie (BR1, BR2, BR3) de l’orientation et de l ’inclinaison de la baie L’article 13 de l’arrêté indique les facteurs solaires de référence sous forme d’un tableau qu’il peut être intéressant de commenter durant la formation. Les facteurs solaires de référence diminuent (les protections solaires croissent) : -quand on se rapproche du sud de la France (Ea  Ed) -quand l’inertie décroît -quand la zone de bruit passe de BR1 à BR2 ou BR3 -quand on passe d’une baie verticale Nord à verticale autre que Nord et au « pire » à une baie inclinée ou horizontal

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 pour tous les locaux d’habitation et d’hébergement fortement exposés 3 classes d’exposition au bruit : BR1, BR2, BR3

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

Art. 36 : Ouverture des baies de chaque local courant > 30 % de leur surface (> 10 % pour les locaux de grande hauteur) garantir la possibilité d’aérer. Art.35 : Chaque baie de chambre a une protection solaire minimale : facteur solaire S < Sref Pour une ouverture à la française : ouverture de baie = 100% Pour une ouverture glissante (sans partie fixe) : ouverture de baie = 50%

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 Tic £ Tic ref pour valoriser : les systèmes de ventilation d’été, les protections solaires différentes selon les baies les masques architecturaux, l’inertie séquentielle Les baies en partie supérieure des locaux de grande hauteur Méthode simplifiée : permise par l’article 8 §3.2 de l’arrêté.

BATIMENT NON CLIMATISE 2 voies pour respecter l’exigence
Lorsqu’il n’est pas possible de mettre en évidence la conformité d’un projet par la méthode simplifiée (sans calcul), il est toujours possible d’avoir recours au calcul. Un manque de performance local peut être compensé par un gain supplémentaire sur une autre partie du bâtiment, et mis en évidence par le calcul. Si la compensation n’est pas suffisante, il est alors nécessaire de modifier les caractéristiques architecturales et thermiques du projet. Mais attention, les exigences minimales relatives à l’ouverture de baies (Ratio d’Ouverture Libre) et aux facteurs solaires des baies des locaux de sommeil doivent être respectées dans tous les cas.

METHODE SIMPLIFIEE: ETAPE 1 facteur solaire de référence Sref ?
BR3 BR2 BR1 Exposition au bruit Ed Ec Eb Ea Zone climatique Orientation Inertie Facteur solaire de référence 0,45 Très lourde Lourde Horizontale/inclinée Verticale courante Moyenne Verticale nord Légère La vérification sans calcul consiste à déterminer dans un premier temps, la zone climatique d’été du lieu de construction et la classe d’inertie du bâtiment (par exemple Eb et Moyenne). Lorsque celles-ci sont connues, il faut alors rechercher pour chaque baie vitrée, classée par orientation et par type d’exposition au bruit (par exemple Verticale Nord et BR1), le facteur solaire de référence : indiqué à l’article 13 de l’arrêté du 29/11/2000 (0,45 pour l’exemple retenu).

METHODE SIMPLIFIEE: ETAPE 2 facteur solaire par baie (Th-S) Sbaie<Sref ?
Alu rpt Bois PVC Menuiserie P.F. avec soubassement Fenêtre battante P.F. sans soubassement Type Autre Au nu intérieur Montage Facteur solaire de la baie Clair Intérieure opaque et claire 0,06 Extérieure opaque et claire Sans Peu émissif Protection Vitrage Lorsque le facteur solaire de référence est défini pour chaque baie, il faut alors vérifier que la valeur du facteur solaire réel déterminé selon les règles Th-S est inférieure à la référence. Remarque : La vérification sans calcul est un mode simplifié de contrôle de conformité réglementaire. Elle ne valorise que les actions sur les baies vitrées et sur l’inertie de la construction. En outre, les valeurs définies dans l’arrêté sont des valeurs discrètes et l’analyse se fait baie par baie. Il s’agit donc d’un contrôle fragmenté, non optimisé au niveau du bâtiment et sans indicateur physique du résultat obtenu. Si l’on veut aller plus loin dans l’analyse, pour optimiser la conception et disposer d’indications sur les résultats obtenus, il faut utiliser la vérification par le calcul.

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.

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.

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.

Autre exemple : quelles protections solaires sur les bureaux ?

Bureaux : exemple de recherche des protections solaires nécessaires

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

CALCUL : PRINCIPES DE Th-E
Ce mode de vérification de conformité consiste à calculer les deux températures représentatives du confort d’été Tic et Ticref en régime dynamique. Pour cela, on utilise un modèle de représentation du bâtiment et de ses échanges thermiques avec l’environnement, de type 5R/1C. On utilise également le modèle de climat décrit dans les règles Th-E. qei : température de l’air extérieur qes et qem : température d’air extérieur équivalente des composants extérieurs qi : température de l’air intérieur qs : moyenne de la température de l’air et de la température radiante moyenne pondérées par les coefficients d’échanges convectifs et radiatifs aux parois qm : température de masse Cm : capacité thermique journalière du bâtiment ou de la zone Rei : résistance thermique due à la ventilation Res et Rem : résistances thermiques entre l’extérieur et l’intérieur des composants externes Ris et Rms : résistances thermiques correspondant aux échanges de chaleur entre les surfaces intérieures et l’air intérieur F : flux de chaleur aux nœuds de températures Les valeurs de températures obtenues avec ce modèle sont corrigées par un facteur prenant en compte l’effet de l’inertie séquentielle du bâtiment. Calculs en régime dynamique avec un modèle 5 R/1 C

Bureaux : exemple de résultats des calculs pour le dernier étage
43,7 42,2 39,5 37,9 Tic du projet [°C] 40,9 39,4 37,8 36,4 Ticref [°C] Zone Ed Zone Ec Zone Eb Zone Ea Le dernier étage sans protection solaire n’est pas conforme, quelle que soit la zone climatique d’été. Il faut corriger !

Bureaux : exemple des résultats de recherche de conformité pour le dernier étage
39,6 38,1 37,7 36,1 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 Correction nécessaire (méthode simplifiée sans calcul) 40,9 39,4 37,8 36,4 Ticref [°C] Zone Ed Zone Ec Zone Eb Zone Ea

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

HABITAT CLIMATISE Maîtrise des apports solaires :
Art. 38 : Facteur solaire moyen des baies £ valeur limite Protection égale à celle d’un bâtiment non climatisé avec inertie lourde en exposition BR1 Maîtrise de l’efficacité des équipements : Art. 67 à 69 : exigences communes à toutes les installations de climatisation

HABITAT CLIMATISE 1ère étape : facteur solaire moyen maximal Smb-max
Ed Ec Eb Ea Zone climatique Smb-max 0,25 Orientation Horizontale Verticale courante Verticale nord Définition des facteurs solaires moyens des baies maximaux à l’article 38 de l’arrêté.

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

BATIMENTS NON RESIDENTIELS CLIMATISES
Maîtrise des apports solaires : Art.37 : Rose = Ratio d’ouverture solaire équivalente £ valeur limite Maîtrise de l’efficacité de la ventilation : Art.65 : dispositifs spécifiques de ventilation Art.66 : portes d’accès avec dispositif de fermeture après passage Maîtrise de l’efficacité des équipements : Art.67 à 69 : exigences communes Art.70 : suivis consommation et température

NON RESIDENTIEL CLIMATISE 1ère étape : ratio d’ouverture solaire équivalente maximal « Rose-max »
Ed Ec Eb Ea Zone climatique « Rose-max » 0,25 0,35 0,30

NON RESIDENTIEL CLIMATISE 2ème étape : ratio d’ouverture solaire équivalente Rose  Rose-max ?
Calcul avec toutes les baies sauf verticales nord Fma : coefficient de masque architectural 0,70 Balcon loggia ou auvent de grande portée au sud 0,75 Débord de toit, pare soleil ou auvent au sud 1,00 Pas de masque ou valeur par défaut Fma Type de masque La méthode et le tableau des types de masque sont issus de l’annexe V de l’arrêté. Les baies « horizontales » (< 60° par rapport à un plan horizontal) font rapidement augmenter le coefficient Rose. Attention donc aux importantes verrières dans les bâtiments climatisés.

Exemple pour l’hôtel climatisé 3*

Calcul de « Rose » pour contrôler la conformité de l’hôtel 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

CLIMATISATION Exigences minimales pour toute installation
Art.67 : pompes munies de dispositif d’arrêt Art.68 : par local ==> dispositif d ’arrêt manuel régulation f(Ti) - si système débit d’air 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 l’arrivée de froid

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

CLIMATISATION Exigences minimales supplémentaires pour les installations en non résidentiel Art.65 : dispositifs spécifiques de ventilation. Art.66 : portes d’accès 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

Mallette de formation version 1 (juin 2001)

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