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

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

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) d’exigence qui pourrai(en)t être adopté(s) pour chaque Région Tâche 5: Test

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

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

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

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

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

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

Tâche 2 – paramètre: tcons
Température de consigne Taux d’occupation Débit de ventilation Fvent (=fpres) Apports internes équipements Apports des personnes Taux de présence effective : freal Temps d’utilisation de l’éclairage Puissance d’éclairage ECS Humidification Méthode à définir

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

Tâche 5 – test Influence des gains internes sur les consommations en énergie primaire sur un cas moyen cas le plus proche de la moyenne des consommations de référence compacité (V/At) de 4,08 proportion de surface vitrée (Svitrée/Sfaçades) 0,3 bâtiment rectangulaire de forme courte, 2 façades de déperditions, 5 étages de 3,5m. N

Tâche 5 – test Influence des gains internes sur les consommations en énergie primaire sur l’ensemble des cas: Quantification de la variation des consommations induite par le remplacement du paramètre de base (3W/m²) par une valeur extrême (5W/m²). Variation induite par les gains internes dus aux équipements Variation pour le chauffage Variation pour le refroidissement Variation pour les auxiliaires Variation pour l'éclairage Variation en énergie primaire [%] Variation moyenne -9.65% 48.26% 0.00% 0.76% Variation minimale -6.63% 34.68% -0.66% Variation maximale -14.76% 62.92% 3.68%

Tâche 5 – test Influence des paramètres sur les consommations en énergie primaire Variation moyenne Variation pour le chauffage Variation pour le refroidissement Variation pour les auxiliaires Variation pour l'éclairage Variation en énergie primaire [%] taux d’occupation 158% 154% 919% 0% 118% Puissance de l’éclairage -21.09% 125.53% 0.00% 150.00% 74.47% Heures de fonctionnement de l’éclairage -16.68% 91.54% 112.77% 55.44% débit de ventilation 33% -9% 150% 19% fraction du temps durant laquelle la ventilation est opérationnelle (fvent) 7% 6% 44% 5% gains internes dus aux équipements -9.65% 48.26% 0.76% chaleur générée par une personne -5.96% 28.50% 0.35% taux de présence effective (freal) -5.01% 23.70% 0.28%

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

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

Bureaux occup: 10h/24h 5j/7j

Bureaux occupation:10h/24h - 5j/7j

Bureaux occupation:10h/24h - 5j/7j t consigne: 21°C

Commerce occup: 11h/24h 6j/7j

Commerce occupation:11h/24h - 6j/7j

Commerce occupation:11h/24h - 6j/7j t consigne: 21°C

Règlementation hollandaise: température de consigne réelle mais on tient des jours de non occupation des locaux. (l’inertie n’intervient pas) Bureau: 5j/7j fact. réduction: 0.8 Commerce: 6j/7j fact. réduction: 0.9

Bureau: 5j/7j fact. réduction: pas de prot. solaire, p=1.0

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

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

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

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

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

Voir document « principes division du bâtiment » ….texte IBGE

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

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

IBGE: On ne comprend pas que pour un restaurant fvent, heat =0.15 et le temps d’occupation est 7j/7J 6j/7j - 16h/24h. C’est corrigé maintenant c’est 0.57 fvent, heat = est la fraction de temps pendant laquelle on ventile par convention. Avec une occupation de 1.5m²/personne, le restaurant est bien rempli. Ce chiffre provenait de la règlementation hollandaise et sera remplacé par 0.57. Pour 15 m² Hollande: 1.52 X 15 X 3600 /1000 = 82m³/h…… X 0.15 PEB: 15m² 10 personnes  10 X 22 = 220m³/h… X 0.57

Tâche 2 – paramètres: équip.

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

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

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

Méthode actuelle PEB mais adaptation aux fonctions méthode mensuelle Pour rappel: D’un 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.

Conclusions « ECLOS – Etude et diminution des consommations d’EClairage dans les LOgements Sociaux. » Magali Bodart, Jade Deltour, Benoit Roisin, Peter d’Herdt, Arnaud Deneyer Une grande proportion des allumages se fait lorsque l’éclairement extérieur est inférieur à 1000 lux.

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

proposition du nombre d’heures total (jour + nuit) durant lequel le confort visuel doit être garanti pour les différentes fonctions. des plages horaires d’occupation.

En fonction des plages d’occupation des différentes fonctions, calcul du nombre d’heures durant lesquelles le niveau d’éclairement extérieur est supérieur à 1000 lux.

Calcul de %day,m= fraction journalière d’utilisation diurne de l’éclairage pour le mois m %night,m= fraction journalière d’utilisation nocturne de l’éclairage pour le mois m = 100%-%day,m

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

Ces pourcentages pourraient suffire pour effectuer le calcul PEB. Néanmoins nous avons également calculer tday,m et tnight,m .

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

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

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

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

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

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

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

Tâche 3 –ECH

Tâche 2 – paramètres Humidification PEB actuel

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

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

Tâche 4 – référence Simulation sur l’ensemble des cas avec hypothèses pour les bureaux 3 types de références Formule Recalcul Valeur fixe.

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

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