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

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

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

3 3 Définir précisément les catégories de bâtiments envisagées Vérification des dernières évolutions concernant les différentes catégories de bâtiment tertiaire dans la règlementation néerlandaise. Nouvelle version de la NEN7120 (accès?). Survol rapide des dernières modifications apportées à la règlementation européenne (accès dernière version?) Elaboration dun tableau à double entrée reprenant, - les types de bâtiment - les paramètres liés à lutilisation des bâtiments Questionnements - toutes les catégories sont bien présentes? - dans quelle catégorie se retrouve chaque type de bâtiment? (par exemple les gares, les crèches, les maisons de repos, …) Tâche 1 - catégories

4 4 Regroupement ou division des catégories (le secteur commercial par exemple) pour répondre aux spécificités propres dun secteur Attention toute particulière consacrée au cas des commerces et à leur classification Effort justifié: par laugmentation importante du nombre de m² construit ces dernières années, par les grandes consommations de ce secteur par sa grande hétérogénéité de caractéristiques constructives et daffectation Aller-retour continuel avec la tâche 2 (tester et vérifier, voir corriger, les paramètres) Tâche 1 - catégories

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6 6 Les commerces Ce secteur englobe aussi bien les grandes surfaces commerciales les petits commerces de proximité Laffectation influence les consommations énergétiques par: - présence de process particuliers (froid alimentaire, fours,…) - par des horaires dutilisation spécifiques. Volonté commerciale: mise en valeur et conservation des produits vendus confort du client et du personnel. Léclairage et le froid alimentaire répondent à cette caractéristique or, ils représentent une grande partie des consommations. Ces spécificités pourraient être à lorigine de la différenciation de catégories différentes de bâtiments commerciaux.

7 7 Tâche 1 - catégories Les commerces autre problématique: perte thermique liée à louverture des portes vocation du bâtiment : accueillir du public, lui faciliter laccès lui notifier que le magasin est ouvert Selon lADEME, environ 10 à 12 m³ dair accompagnent lentrée de chaque client. Létanchéité des ouvertures tant du côté des entrées des clients du côté des accès aux réserves, des portes de services et des quais de déchargement joue donc un rôle déterminant

8 8 Tâche 1 - catégories Les commerces autre problématique: perte thermique liée à louverture des portes la méthode P.E.B. pourrait tenter de comptabiliser de manière simple les pertes dues aux ouvertures en se basant par exemple sur un apport dair fonction de la surface douverture et en considérant un nombre forfaitaire douvertures par jour. Limpact de différentes mesures telles que les sas, la détection de passage, etc. pourrait être pris en compte par des facteurs de réduction. de plus, un calcul différencié pourrait être fait pour les conditions hivernales et estivales

9 9 Tâche 2 – paramètres Tester et vérifier, voir corriger, les paramètres Une série de paramètres déterminants (ayant un impact sur le calcul de la PEB) a été établie pour chaque catégorie de bâtiments. Ces paramètres pourraient varier ou être pris en compte de manière différente selon la catégorie de bâtiment. Il faut tenir compte aussi des variations de profil dutilisation. Les paramètres sont les suivants : température intérieure moyenne fraction de temps durant laquelle la ventilation est opérationnelle gains internes taux dutilisation des gains et des pertes énergie consommée pour léclairage besoin en humidification besoin en eau chaude sanitaire

10 10 Tâche 2 – paramètres Sur base de la classification proposée lors de la tâche 1 et pour chaque usage, analyse de chaque paramètre. Chaque cas sera réanalysé et adapté au comportement belge. Des profils doccupation et des zonages seront établis pour chaque type de bâtiment afin de mieux cerner le paramètre. Linfluence de ces paramètres sur le besoin en énergie primaire sera aussi analysée. Plus linfluence du paramètre sera importante, plus nous y consacrerons de temps. Au final, le choix de ces paramètres se fera pour se rapprocher autant que possible de la réalité du secteur (ou du sous-secteur) en particulier. La détermination de ces paramètres pourrait être à lorigine de regroupements ou de divisions de catégories dusage du bâtiment. Les tâches 1 et 2 devront donc être intimement liées

11 11 Tâche 2 – paramètres Exemple: température de consigne pour le chauffage règlementation NEN7120.

12 12 Tâche 2 – paramètres Exemple: température de consigne pour le chauffage Réflexions car ces valeurs influencent considérablement les consommations énergétiques. Confrontations: - avec dautres normes internationales et ou logiciels (DIN allemandes, PHPP, RT française,…) - références bibliographiques (notamment aux travers de référentiels et benchmarks par secteurs (cf. EpLabels en Angleterre). - études de cas - réalité nationale et régionale. (la règlementation belge a choisi pour le logement une température de consigne de 18°C alors que la règlementation européenne avait proposé 19°C)

13 13 Tâche 2 – paramètres Exemple: maisons de repos Les paramètres choisis devront tenir compte des caractéristiques principales de lusage : Une consommation dénergie pour le chauffage qui fonctionne toute lannée à cause dune température de consigne de chauffe élevée (22°C). Une demande en eau chaude sanitaire importante : 60 litres par lit par jour Une consommation très importante pour léclairage due, entre autre, à lobligation déclairer les couloirs continuellement Une grande densité doccupation induisant une consommation électrique élevée causée par les téléviseurs et frigos personnels. Tous ces appareils participent à une production de chaleur interne.

14 14 Tâche 3 – eau chaude sanitaire Développer un module « eau chaude sanitaire » adapté aux différentes catégories de bâtiments Ce module tiendra compte des résultats : de létude VIPA. du module « eau chaude sanitaire » développé dans le cadre de la certification des bâtiments résidentiels existants en RW du module eau chaude sanitaire dans la méthode PEB logements Une attention particulière sera apportée à la prise en compte : du préchauffage solaire. des boucles de circulation de leau chaude

15 15 Tâche 3 – eau chaude sanitaire Analyse approfondie des méthodes existantes (PEB résidentiel, PAE, certification énergétique, étude VIPA, normes européennes). Sur cette base, proposition dune méthode de calcul P.E.B. non résidentiel. Cette méthode devra, par exemple, prendre en compte les aspects particuliers dune installation dECS du secteur tertiaire. - échangeurs successifs - pertes par les boucles de circulation de longueur importante, - préchauffage par capteurs solaires - préchauffage par récupération au condenseur des machines frigorifiques (pour le cas spécifique des commerces alimentaires) -…

16 16 Tâche 3 – eau chaude sanitaire La méthode proposée prendra en compte les spécificités et besoins énergétiques relatifs à la production deau chaude sanitaire pour les différentes catégories dusages tels que définis dans les tâches précédentes Les besoins énergétiques (par exemple quantité deau chaude à 60° par personne ou par lit pour le secteur hospitalier) seront discutés de manière précise sur base de références et benchmarks : - normes, - logiciel Energie+, - logiciel QuickScan, - les publications EPlabels (Angleterre), …. Ces paramètres relatifs à lusage alimenteront, eux aussi, les discussions et le travail des deux premières tâches

17 17 Tâche 4 - référent 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

18 18 Tâche 4 - référent Pour éviter les aléas dune formule obtenue sur base dapproximation mathématique, choix pour une référence comme celle développée en France, par exemple. La RT2005 utilise comme référence pour les consommations - non pas une formule simplifiée -mais le recalcul complet du bâtiment en utilisant lensemble de la méthode avec des hypothèses de référence, dépendant pour certaines de lusage.. Proposition 1: recalcul complet du bâtiment

19 19 Tâche 4 - référent Dans la RT2005, par exemple: les surfaces des baies de référence sont celles du projet; sauf si la surface de celles-ci est supérieure à 50 % de la surface de façade. Dans ce cas, on la considère égale à 50 % de cette dernière (dans le cas bureaux, écoles). les orientations des baies de référence, dans le cas des bureaux et écoles, sont réparties également sur les quatre orientations le facteur solaire de référence des baies est défini dans un tableau, en fonction de leur orientation et leur inclinaison la puissance déclairage de référence dépend de la destination de la zone ….. Proposition 1: recalcul complet du bâtiment

20 20 Tâche 4 - référent Cette façon de faire ne pénaliserait pas, par exemple, une mauvaise compacité. Une compacité idéale pourrait être définie en fonction du type de bâtiments (une hauteur sous plafond idéale pourrait être définie). En effet, une compacité faible est néfaste pour les besoins de chauffage. Par contre, pour certains types de bâtiments, elle peut devenir un atout pour lutter contre la surchauffe par ventilation et diminuer les consommations déclairage. Cette compacité idéale pourrait être appliqué au bâtiment pour lequel on calcule le référent. Proposition 1: recalcul complet du bâtiment

21 21 Tâche 4 - référent Il serait dailleurs utile que lutilisateur puisse voir la décomposition de cette valeur de référence en fonction du type de consommation. Ainsi, il se rendrait compte des postes à améliorer (léclairage, le chauffage, leau chaude sanitaire, le refroidissement….). Le nombre de termes dans le référent dépendrait du nombre de postes de consommation évalués en fonction du type de bâtiment. Un référent pour chaque poste de consommation serait en quelque sorte défini. Proposition 1: recalcul complet du bâtiment

22 22 Tâche 4 - référent Un terme de plus sera également nécessaire afin de prendre en compte les consommations énergétiques liées à la production deau chaude sanitaire qui ne sont actuellement pas évaluées pour le non résidentiel (à condition que le type de bâtiment le nécessite). Dautres termes pourraient être aussi nécessaires en fonction de lanalyse réalisée en tâche 1. Proposition 1: recalcul complet du bâtiment

23 23 Tâche 4 - référent Sur base de simulations (sur un ensemble de bâtiments théoriques et/ou études de cas par exemple) les niveaux de consommations énergétiques atteints pour chacune des catégories de bâtiments (tâche 1) et des paramètres correspondants (tâche 2) seront définis. Ces niveaux de consommations seront déterminés en prenant en compte un certain nombre dhypothèses correspondant aux exigences minimales à atteindre (K45, rendement de système, … ). (remise en question: bureau= école?) Ces exigences minimales seront définies en concertation avec les Régions. Proposition 2: formule de référence

24 24 Tâche 4 - référent Ce travail effectué, il sera possible de tester différentes possibilités de référence : Proposer des niveaux dexigences différents selon les catégories (tels que proposés par la NEN7120 néerlandaise) Adapter la formule au moyen de paramètres correctifs de telle sorte à ce que tous les bâtiments doivent répondre à un niveau dexigence identique représentatif de niveaux de consommations variables suivant lusage du bâtiment. Proposition 2: formule de référence

25 25 Tâche 4 - référent Comme dans la proposition 1…… Un terme de plus sera également nécessaire afin de prendre en compte les consommations énergétiques liées à la production deau chaude sanitaire. Dautres termes pourraient être aussi nécessaires en fonction de lanalyse réalisée en tâche 1. Le nombre de termes dans le référent dépendrait du nombre de postes de consommation évaluée en fonction du type de bâtiment. Un référent pour chaque poste de consommation serait en quelque sorte défini. Il serait dailleurs utile que lutilisateur puisse voir la décomposition de cette valeur de référence en fonction du type de consommation. Ainsi, il se rendrait compte des postes à améliorer (léclairage, le chauffage, leau chaude sanitaire, le refroidissement….). Proposition 2: formule de référence Autre Proposition?

26 26 Tâche 5 - tests Pour chaque type de bâtiments, une typologie, telle que celle établie pour les immeubles de bureaux sera définie Tester la méthode développée ainsi que le niveau dexigence proposé sur un échantillon représentatif des catégories de bâtiments définies.

27 27 Tâche 5 - tests Pour chaque typologie, on fait varier La surface vitrée Le nombre de façades de déperdition Le nombre détages

28 28 Tâche 5 - tests Le niveau E et les niveaux de consommations énergétiques par postes de tous ces cas théoriques seront calculés à laide de feuilles Excel.

29 29 Tâche 5 - tests Ces feuilles de calculs seront loutil de travail et le support indispensable aux différentes tâches de la présente étude. Elles permettront dévaluer linfluence sur les consommations des paramètres discutés lors de la tâche 2 et den valider le choix. Ces différentes évaluations qui elles mêmes pourraient être à lorigine du regroupement ou de la différenciation au sein des différentes catégories de bâtiment et de la définition des consommations énergétiques de référence. Enfin, elles permettront par létude de cas réels, la validation de la méthode proposée. Les exemples théoriques proviendront de de bureaux détudes (matriciel…) de lectures darticles dautres cas dont les Régions disposeraient …

30 30 Objectifs Extension de la méthode de calcul de la Performance Energétique des Bâtiments neufs. Développement des adaptations et des compléments nécessaires à la méthode existante pour la prise en compte des destinations de bâtiments non encore visées par les réglementations régionales. Architecture et Climat-UCL-LOCI Gratia Elisabeth Dartevelle Olivier 2011