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

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1 1 Objectifs Extension de la méthode de calcul de la Performance Energétique des Bâtiments neufs. Développement des adaptations et des compléments nécessaires à la méthode existante pour la prise en compte des destinations de bâtiments non encore visées par les réglementations régionales. Architecture et Climat-UCL-LOCI Gratia Elisabeth Dartevelle Olivier 2012

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

3 3 Quatre grands types despaces / de volumes / de bâtiments Résidentiels individuels – PER – EPW. Bâtiments utilitaires – PEN. Ces bâtiments utilitaires sont divisés par fonctions. Cest lensemble de locaux qui ne font pas partie de la catégorie « résidentiel individuel » et chauffés pour les besoins de lhomme. Parties communes Espace reliant plusieurs PER/PEN/bâtiments exceptions Bâtiments/ espaces « exception » Cest lensemble de locaux qui ne font pas partie des 3 catégories précédentes et chauffés pour les besoins de lhomme. Tâche 1 - catégories

4 4 fonction « hébergement » fonction « bureaux » fonction « enseignement » fonction « Soin de santé avec occupation nocturne » fonction « Soin de santé sans occupation nocturne » fonction « réception / faible occupation » fonction « rassemblement / occupation importante » fonction « cuisine » fonction « commerce » fonction « sport basse température » fonction « sport température normale » fonction « sport température élevée » fonction inconnue mettre un frein (soit surface inférieure à un %tage de la surface ACH, soit on nen prend pas compte dans le dénominateur, soit ?) local technique cas spéciaux (avec apports internes élevés? 5W/m²) Tâche 1 - catégories

5 5 Règle claire pour les halls et tous les petits locaux qui desservent les différentes fonctions. Cas 1 : le hall dessert plusieurs unités partie commune Cas 2 : le hall dessert une ou plusieurs fonctions (et appartient donc à une seule unité). De plus, sa surface est inférieure à 10% de la surface de la/des fonctions quil dessert. Dans ce cas, il est incorporé dans les fonctions quil dessert au prorata des surfaces. Cas 3 : le hall dessert une ou plusieurs fonctions (et appartient donc à une seule unité). De plus, sa surface est supérieure à 10% de la surface de la/des fonctions quil dessert. Dans ce cas, il a pour fonction « réception / faible occupation » Il en va de même pour tous les autres petits locaux qui desservent une ou plusieurs fonctions tels que sanitaires, petit local cafétéria….. Tâche 1 - catégories

6 6 Règlementation hollandaise Modifications: référent maintenant avant

7 7 Règlementation hollandaise Modifications: Sauf pour fonctions avec lits Nécessité de refaire des tests. + tenir compte des remarques IBGE

8 8 Tâche 5 – test Influence des paramètres sur les consommations en énergie primaire (hypothèses technologiques de référence (bureau). + plage doccupation (et influence combinée des paramètres) Variation moyenneVariation pour le chauffage Variation pour le refroidissement Variation pour les auxiliaires Variation pour l'éclairage Variation en énergie primaire [%] taux doccupation [15-1m²/pers] 158%154%919%0%118% Puissance de léclairage [12-30W/m²] -21.09%125.53%0.00%150.00%74.47% Heures de fonctionnement de léclairage [2350-5000h] -16.68%91.54%0.00%112.77%55.44% débit de ventilation [22-72m³/h.m²] 33%-9%150%0%19% fraction du temps durant laquelle la ventilation est opérationnelle (fvent) [0.3-0.5] 7%6%44%0%5% gains internes dus aux équipements [3-5W/m²] -9.65%48.26%0.00% 0.76% chaleur générée par une personne [100-300 W/pers] -5.96%28.50%0.00% 0.35% taux de présence effective (freal) [0.3-.8] -5.01%23.70%0.00% 0.28%

9 9 Tâche 5 – test Influence des paramètres sur les consommations en énergie primaire (hypothèses technologiques performantes).

10 10 Tâche 5 – test Influence des paramètres sur les consommations en énergie primaire (hypothèses technologiques performantes). + plage doccupation (et influence combinée des paramètres) Variation moyenneVariation pour le chauffage Variation pour le refroidissement Variation pour les auxiliaires Variation pour l'éclairage Variation en énergie primaire [%] taux doccupation [15-1m²/pers] 1073.84%61.53%919%0.00%104.12% puissance de léclairage [12-30W/m²] -72.39%97.84%0.00%150.00%119.79% Heures de fonctionnement de léclairage [2350-5000h] -60.22%73.22%0.00%112.77%89.83% débit de ventilation [22-72m³/h.m²] 186.85%-22.72%150%0.00%10.29% fraction du temps durant laquelle la ventilation est opérationnelle (fvent) [0.3-1] 133.98%1.26%154%0.00%14.79% gains internes dus aux équipements [3-5W/m²] -37.71%39.96%0.00% 7.81% chaleur générée par une personne [100-300 W/pers] -23.48%23.86%0.00% 4.63% taux de présence effective (freal) [0.3-.8] -19.97%19.84%0.00% 3.84%

11 11 Dans le calcul du heating, pour tenir compte des plages doccupations, (ralentissement nocturne, jours fériés) Suit-on la méthode hollandaise ? (IBGE:ok +…, VEA:ok si norme europ.) Tâche 2 – paramètre: tcons et occup. Si oui, 21°C pour les fonctions où les personnes sont en position assise????? Si non, Comment calculer les températures moyennes????? Sauf pour fonctions avec lits

12 12 Document 24/1/2012 - Comparaison PEB(19°C) / Hollande(20°C) Tâche 2 – paramètre: tcons et occup. besoins de chauffage méthode hollandaise besoins de chauffage méthode PEB bureaux < la différence est dautant élevée que linertie est faible et que lintermittence est élevée besoins de chauffage méthode hollandaise besoins de chauffage méthode PEB commerces < inertie faible besoins de chauffage méthode hollandaise besoins de chauffage méthode PEB > inertie élevée (Intermittence élevée) (Intermitt. moyenne) Document 24/1/2012 - Comparaison PEB(19°C) / Hollande(21°C) bureaux et commerces besoins de chauffage méthode hollandaise besoins de chauffage méthode PEB < inertie faible besoins de chauffage méthode hollandaise besoins de chauffage méthode PEB > inertie élevée !!!!!!Avant modification règlementation hollandaise

13 13 Dans le calcul du cooling, pour tenir compte des plages doccupations, (ralentissement nocturne, jours fériés) Suit-on la méthode hollandaise ? Tâche 2 – paramètre: tcons et occup. tcool=: 23°C???? Différence importante car Tcons(peb)=23°C et Tcons(hollande) = 24°C + hollande: facteur de réduction de 0.8 si 5j/7j

14 14 Les temps doccupation ont beaucoup dimpact: sur la ventilation sur les besoins de chaud sur les apports internes sur les consommations déclairage sur la consommation des ventilateurs Tâche 2 – paramètre: tcons et occup. Etes-vous daccord avec ces plages doccupation? IBGE: ok VEA: « hébergement »: 16h 9/10h, « rassemblement »: 11h 24h

15 15 Tâche 2 – param.: f vent, f pres, f real, W pers proposition pour freal (uniquement 3 valeurs différentes pour ne pas compliquer 0.3, 0.5, 0.8). Etes-vous daccord avec f real ? IBGE: ok VEA: « cuisine »: freal = 0.8 semble trop élevé

16 16 Tâche 2 – param.: f vent, f pres, f real, W pers Ventil. hygiénique: 22m³/h pers accord des 3 régions Pour le calcul du numérateur, on utilise le débit de conception accord des 3 régions. Pour le dénominateur (référent), quelle valeur utilise-t-on ? le débit minimal (22m³/hpers) le débit maximal (le débit de conception) le débit minimal + qqch qui tient compte du fait quon a un meilleur confort hygiénique (comme actuellement b3=50 et b4= 35) Fvent,cool? Si ventilation naturelle : fvent,cool = 1 Si ventilation mécanique : Si régulation sur horloge : fvent,cool = fvent,heat Si pas de régulation sur horloge : fvent,cool= 1.0

17 17 Tâche 2 – paramètres : q i,app En Hollande

18 18 Tâche 2 – paramètres : éclairage Puissance par défaut Ces puissances proviennent de la règlementation hollandaise. Accord avec puissance par défaut ? IBGE:20W/m² et 30 pour commerce VEA: idem IBGE

19 19 Tâche 2 – paramètres : éclairage Accord avec le nombre dheures déclairage total ? (IBGE:eclair. ext. 1000lux) VEA: 100% Cuisine Commerce Sport

20 20 Tâche 2 – paramètres : éclairage Méthode de calcul À partir du nombre dheures total (jour + nuit) durant lequel le confort visuel doit être garanti pour les différentes fonctions et du %day,m= fraction journalière dutilisation diurne de léclairage pour le mois m pour les différentes fonctions calcul de %night,m = 100 - %day,m tday,m = %day,m X nombre dheures total (jour + nuit) tnight,m = %night,m X nombre dheures total (jour + nuit) (nombre de données à introduire par le concepteur du logiciel : 13 par fonction. (ttotal + les 12 %day,m)) Dirk proposait de donner directement tday,m et tnight,m (nombre de données à introduire par le concepteur du logiciel : 24 par fonction. (les 12 tday,m + les 12 tnight,m)) Quelle méthode ?

21 21 Tâche 2 – paramètres: ECH Votre accord? VEA: hébergement: est-ce assez?; hôpital: cest trop (on lave au lit); cuisine: lien avec nombre de lits?

22 22 Tâche 2 – paramètres : humidification PEB actuel

23 23 Tâche 2 – paramètres : humidification

24 24 Tâche 5 – tests: éclairage Pour rappel: Fswitch est le facteur de réduction du système d'allumage et d'extinction (mise sous tension). Dun point de vue « calcul », la distinction tday / tnight permet de définir les heures où une réduction du flux lumineux en fonction de la disponibilité de lumière naturelle est possible.

25 25 Tâche 5 – tests: éclairage

26 26 Tâche 5 – tests: éclairage Test sur le cas moyen Sa fonction est celle de « bureaux » La surface dutilisation est de 2300m². 154 personnes y travaillent. Le bâtiment est équipé de 5 douches. La puissance déclairage est de 12W/m².

27 27 Tâche 5 – tests: éclairage Influence du système allumage/extinction Fswitch = 1 Système central dallumage/extinction Fswitch = 0.8 Détection de présence : allumage automatique et extinction automatique. Avec plus grande surface contrôlée A s < 30 m² et extinction complète en cas d'absence Éclairage: 254 MJ/m² Chauffage: 148 MJ/m² Refroidissement: 54 MJ/m² Éclairage: 203 MJ/m² Chauffage: 153 MJ/m² Refroidissement: 47 MJ/m² -51 MJ/m² +5 MJ/m² -7 MJ/m²

28 28 Tâche 5 – tests: éclairage Influence de lutilisation de léclairage naturel 50% de surface plancher éclairée naturellement Fswitch = 1 Fmod, dayl = 1 Fmod, artif = 1 Fswitch = 1 Fmod, dayl = 0.82 Fmod, artif = 0.91 (plus grande surface contrôlée modulée par 1 capteur dans l'espace r: 20m²) Éclairage: 254 MJ/m² Chauffage: 148 MJ/m² Refroidissement: 54 MJ/m² Éclairage: 220 MJ/m² Chauffage: 152 MJ/m² Refroidissement: 49 MJ/m² -34 MJ/m² +4 MJ/m² -5 MJ/m²

29 29 Tâche 5 – tests: éclairage Influence de lutilisation de léclairage naturel 50% de surface plancher éclairée naturellement Fswitch = 1 Fmod, dayl = 1 Fmod, artif = 1 Fswitch = 0.8 Fmod, dayl = 0.82 Fmod, artif = 0.91 (plus grande surface contrôlée modulée par 1 capteur dans l'espace r: 20m²) Éclairage: 254 MJ/m² Chauffage: 148 MJ/m² Refroidissement: 54 MJ/m² Éclairage: 176 MJ/m² Chauffage: 156 MJ/m² Refroidissement: 44 MJ/m² -78 MJ/m² +8 MJ/m² -10 MJ/m²

30 30 Tâche 5 – tests: hébergement Chauffage Ti 20°C? les gens dorment Refroidissement Ioverheat = 17258 Kh Eclairage 8W/m² pendant 3500 heures Auxiliaires Ventilateur (230 pers) Eau chaude 230 X 365 douches/an Facteur de pondération? Hôtel tjrs plein? Occupation: 365 jours/an 5840 h/an

31 31 Tâche 5 – tests: bureaux Chauffage Ti 21°C Refroidissement Ioverheat = 22533 Kh Eclairage 12W/m² pendant 2350 heures Auxiliaires Ventilateur (154 pers) Eau chaude 5 douches installées +5MJ/m²pour éviers Occupation: 260 jours/an 2600 h/an

32 32 Tâche 5 – tests: enseignement Chauffage Ti 21°C, 575 pers Refroidissement Ioverheat = 16485 Kh Eclairage 12W/m² pendant 1980 heures Auxiliaires Ventilateur (575 pers) Eau chaude 5 douches installées +5MJ/m²pour éviers Occupation: 220 jours/an 2200 h/an

33 33 Tâche 5 – tests: santé avec occ. noct. Chauffage Ti 23°C Refroidissement Ioverheat = 47608 Kh Eclairage 8W/m² pendant 5200 heures Auxiliaires Ventilateur (230 pers) Eau chaude 230 X 365 douches/an Facteur de pondération ? Hôpital tjrs plein? Occupation: 365 jours/an 8760 h/an

34 34 Tâche 5 – tests: santé sans occ. noct. Chauffage Ti 21°C Refroidissement Ioverheat = 21536 Kh Eclairage 8W/m² pendant 2350 heures Auxiliaires Ventilateur (460 pers) Eau chaude 1l/m²an à 60°C Occupation: 260 jours/an 2600 h/an

35 35 Tâche 5 – tests: réception / faible occ. Chauffage Ti 21°C – 4992h/an Refroidissement Ioverheat = 17118 Kh Eclairage 8W/m² pendant 4500 heures Auxiliaires Ventilateur (920 pers) Eau chaude 5MJ/m²pour éviers Occupation: 312 jours/an 4992 h/an musée: 2.5m²/occupant

36 36 Tâche 5 – tests: réception / faible occ. Occupation: 312 jours/an 4992 h/an bibliothèque: 10m²/occupant Chauffage: 382 MJ/m² Refroidissement: 87 MJ/m² Auxiliaires: 227 MJ/m² Éclairage: 324 MJ/m² Eau chaude: 53 MJ/m² -132 MJ/m² -42 MJ/m² -163 MJ/m² Chauffage: 250 MJ/m² Refroidissement: 45 MJ/m² Auxiliaires: 64 MJ/m² Éclairage: 324 MJ/m² Eau chaude: 53 MJ/m² bibliothèque: 10m²/occupant musée: 2.5m²/occupant

37 37 Tâche 5 – tests: rassemblement Chauffage Ti 21°C–4992h/an–1534 pers Refroidissement Ioverheat = 19119 Kh Eclairage 8W/m² pendant 4500 heures Auxiliaires Ventilateur (1534 pers) Eau chaude 5MJ/m²pour éviers Occupation: 312 jours/an 4992 h/an Restaurant - cafet: 1.5m²/occupant

38 38 Tâche 5 – tests: cuisine Chauffage Ti 20°C Refroidissement Ioverheat = 36570 Kh Appareils: 5W/m² Eclairage 8W/m² pendant 2800 heures Auxiliaires Eau chaude 100 repas/jour dans une cuisine de 2300m²…..un peu peu Occupation: 312 jours/an 3120 h/an cuisine utilisée 10h/jour, a 0 = 0.8 et 0,heat = 70 si a 0 = 1 et 0,heat = 15 191MJ/m² 140MJ/m²

39 39 Tâche 5 – tests: cuisine Eau chaude 2000 repas/jour dans une cuisine de 2300m² Occupation: 312 jours/an 3120 h/an 100 repas/jour 2000 repas/jour 110MJ/m² 2209MJ/m²

40 40 Tâche 5 – tests: commerce Chauffage Ti 20°C Refroidissement Ioverheat = 19355 Kh Eclairage 8W/m² pendant 3000 heures Auxiliaires Ventilateur (329 pers) Eau chaude 5 douches installées +5MJ/m²pour éviers Occupation: 312 jours/an 3432 h/an Eclairage 12W/m² pendant 3000 heures 216MJ/m² 324MJ/m²

41 41 Tâche 5 – tests: sport/basse temp. Chauffage Ti 13°C Hypot.: Si pertes transm/ventil <0 alors heating=0 Refroidissement Ioverheat = 21696 Kh Eclairage 8W/m² pendant 2600 heures Auxiliaires Ventilateur (230 pers) Eau chaude 50 douches installées 5MJ/m²pour éviers Occupation: 312 jours/an 4368 h/an

42 42 Tâche 5 – tests: sport/temp. normale Chauffage Ti 20°C Refroidissement Ioverheat = 21696 Kh Eclairage 8W/m² pendant 2600 heures Auxiliaires Ventilateur (230 pers) Eau chaude 20 douches installées 5MJ/m²pour éviers Occupation: 312 jours/an 4368 h/an 50 douches installées 386MJ/m²

43 43 Tâche 5 – tests: sport/temp. élevée Chauffage Ti 23°C Refroidissement Ioverheat = 21696 Kh Eclairage 8W/m² pendant 2600 heures Auxiliaires Ventilateur (230 pers) Eau chaude 20 douches installées 5MJ/m²pour éviers Occupation: 312 jours/an 4368 h/an 50 douches installées 386MJ/m²

44 44 Tâche 5 – tests – EPC-eis (hollande)

45 45 Tâche 5 – tests / plusieurs fonctions Test sur le cas moyen 4 fonctions « bureaux »: 50% surface utile, 50% surface déperditive « rassemblement »: 20% surface utile, 20% surface déperditive « sport »: 20% surface utile, 20% surface déperditive « cas spéciaux »: 10% surface utile, 10% surface déperditive

46 46 Tâche 5 – tests / plusieurs fonctions Partie bureau ECH: 5 douches installées + lavabos Eclairage: 12W/m² - 2350h

47 47 Tâche 5 – tests / plusieurs fonctions Partie rassemblement ECH: lavabos Eclairage: 8W/m² - 4500h

48 48 Tâche 5 – tests / plusieurs fonctions Partie sport Eclairage: 8W/m² - 2600h ECH: 10 douches installées + lavabos

49 49 Tâche 5 – tests / plusieurs fonctions Partie cas spéciaux Eclairage: 8W/m² - 2600h ECH: lavabos

50 50 Tâche 5 – tests / plusieurs fonctions K45 K15 Indice surchauffe!