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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-LOCIGratia Elisabeth
Dartevelle Olivier2012
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ObjectifsTâche 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
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Quatre grands types d’espaces / de volumes / de bâtiments
•Résidentiels individuels – PER – EPW.
•Bâtiments utilitaires – PEN.Ces bâtiments utilitaires sont divisés par fonctions.C’est l’ensemble de locaux qui ne font pas partie de la catégorie « résidentiel individuel » et chauffés pour les besoins de l’homme.
•Parties communes Espace reliant plusieurs PER/PEN/bâtiments exceptions
•Bâtiments/ espaces « exception »C’est l’ensemble de locaux qui ne font pas partie des 3 catégories précédentes et chauffés pour les besoins de l’homme.
Tâche 1 - catégories
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•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 n’en prend pas compte dans le dénominateur, soit ?)
•local technique•cas spéciaux (avec apports internes élevés? 5W/m²)
Tâche 1 - catégories
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Règle claire pour les halls et tous les petits locaux qui desservent les différentes fonctions.Cas 1 : le hall dessert plusieurs unitéspartie communeCas 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 qu’il dessert. Dans ce cas, il est incorporé dans les fonctions qu’il 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 qu’il 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
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Règlementation hollandaiseModifications: référent
maintenant
avant
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Règlementation hollandaiseModifications:
Sauf pour fonctions avec lits
Nécessité de refaire des tests. + tenir compte des remarques IBGE
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Tâche 5 – test
Influence des paramètres sur les consommations en énergie primaire (hypothèses technologiques de référence (bureau).
+ plage d’occupation (et influence combinée des paramètres)
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 [15-1m²/pers] 158% 154% 919% 0% 118%
Puissance de l’éclairage[12-30W/m²] -21.09% 125.53% 0.00% 150.00% 74.47%
Heures de fonctionnement de
l’éclairage[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% 0.00% 0.76%
chaleur générée par une personne
[100-300 W/pers]-5.96% 28.50% 0.00% 0.00% 0.35%
taux de présence effective (freal)
[0.3-.8]-5.01% 23.70% 0.00% 0.00% 0.28%
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Tâche 5 – test
Influence des paramètres sur les consommations en énergie primaire (hypothèses technologiques performantes).
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Tâche 5 – test
Influence des paramètres sur les consommations en énergie primaire (hypothèses technologiques performantes).
+ plage d’occupation (et influence combinée des paramètres)
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 [15-1m²/pers]
1073.84% 61.53% 919% 0.00% 104.12%
puissance de l’éclairage[12-30W/m²]
-72.39% 97.84% 0.00% 150.00% 119.79%
Heures de fonctionnement de
l’éclairage[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% 0.00% 7.81%
chaleur générée par une personne
[100-300 W/pers]-23.48% 23.86% 0.00% 0.00% 4.63%
taux de présence effective (freal)
[0.3-.8]-19.97% 19.84% 0.00% 0.00% 3.84%
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Dans le calcul du heating, pour tenir compte des plages d’occupations, (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
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Document 24/1/2012 - Comparaison PEB(19°C) / Hollande(20°C)
Tâche 2 – paramètre: tcons et occup.
besoins de chauffageméthode hollandaise
besoins de chauffageméthode PEB
bureaux <la différence est d’autant élevée que l’inertie est faible et que l’intermittence est élevée
besoins de chauffageméthode hollandaise
besoins de chauffageméthode PEB
commerces
<inertie faible
besoins de chauffageméthode hollandaise
besoins de chauffageméthode 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 hollandaisebesoins de chauffageméthode PEB<inertie faible
besoins de chauffageméthode hollandaise
besoins de chauffageméthode PEB>inertie élevée
!!!!!!Avant modification règlementation hollandaise
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Dans le calcul du cooling, pour tenir compte des plages d’occupations, (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
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Les temps d’occupation ont beaucoup d’impact:•sur la ventilation•sur les besoins de chaud•sur les apports internes•sur les consommations d’éclairage•sur la consommation des ventilateurs
Tâche 2 – paramètre: tcons et occup.
Etes-vous d’accord avec ces plages d’occupation?
IBGE: okVEA: « hébergement »: 16h 9/10h, « rassemblement »: 11h 24h
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Tâche 2 – param.: fvent, fpres, freal, Wpers
proposition pour freal (uniquement 3 valeurs différentes pour ne pas compliquer 0.3, 0.5, 0.8). Etes-vous d’accord avec freal?
IBGE: okVEA: « cuisine »: freal = 0.8 semble trop élevé
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Tâche 2 – param.: fvent, fpres, freal, Wpers
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 qu’on 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
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Tâche 2 – paramètres : qi,app
En Hollande
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Tâche 2 – paramètres : éclairagePuissance par défaut
Ces puissances proviennent de la règlementation hollandaise.Accord avec puissance par défaut ?IBGE:20W/m² et 30 pour commerceVEA: idem IBGE
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Tâche 2 – paramètres : éclairage
Accord avec le nombre d’heures d’éclairage total ? (IBGE:eclair. ext. 1000lux)
VEA: 100%CuisineCommerceSport
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Tâche 2 – paramètres : éclairageMéthode de calcul
À partir •du nombre d’heures total (jour + nuit) durant lequel le confort visuel doit être garanti pour les différentes fonctions •et du %day,m= fraction journalière d’utilisation diurne de l’éclairage pour le mois m pour les différentes fonctions
calcul de •%night,m = 100 - %day,m•tday,m = %day,m X nombre d’heures total (jour + nuit)•tnight,m = %night,m X nombre d’heures 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 ?
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Tâche 2 – paramètres: ECH
Votre accord? VEA: hébergement: est-ce assez?; hôpital: c’est trop (on lave au lit); cuisine: lien avec nombre de lits?
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Tâche 2 – paramètres : humidificationPEB actuel
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Tâche 2 – paramètres : humidification
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Tâche 5 – tests: éclairagePour rappel:•Fswitch est le facteur de réduction du système d'allumage et d'extinction (mise sous tension).•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.
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Tâche 5 – tests: éclairage
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Tâche 5 – tests: éclairage
Test sur le cas moyen
Sa fonction est celle de « bureaux »La surface d’utilisation est de 2300m². 154 personnes y travaillent.Le bâtiment est équipé de 5 douches.La puissance d’éclairage est de 12W/m².
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Tâche 5 – tests: éclairageInfluence du système allumage/extinction
Fswitch = 1Système central d’allumage/extinction
Fswitch = 0.8Détection de présence : allumage automatique et extinction automatique.Avec plus grande surface contrôlée As < 30 m² et extinction complète en cas d'absence
Éclairage: 254 MJ/m²Chauffage: 148 MJ/m²Refroidissement: 54 MJ/m²
Éclairage: 203 MJ/m²Chauffage: 153 MJ/m²Refroidissement: 47 MJ/m²
-51 MJ/m²+5 MJ/m²-7 MJ/m²
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Tâche 5 – tests: éclairageInfluence de l’utilisation de l’éclairage naturel
50% de surface plancher éclairée naturellementFswitch = 1Fmod, dayl = 1Fmod, artif = 1
Fswitch = 1Fmod, dayl = 0.82Fmod, artif = 0.91(plus grande surface contrôlée modulée par 1 capteur dans l'espace r: 20m²)
Éclairage: 254 MJ/m²Chauffage: 148 MJ/m²Refroidissement: 54 MJ/m²
Éclairage: 220 MJ/m²Chauffage: 152 MJ/m²Refroidissement: 49 MJ/m²
-34 MJ/m²+4 MJ/m²-5 MJ/m²
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Tâche 5 – tests: éclairageInfluence de l’utilisation de l’éclairage naturel
50% de surface plancher éclairée naturellementFswitch = 1Fmod, dayl = 1Fmod, artif = 1
Fswitch = 0.8Fmod, dayl = 0.82Fmod, artif = 0.91(plus grande surface contrôlée modulée par 1 capteur dans l'espace r: 20m²)
Éclairage: 254 MJ/m²Chauffage: 148 MJ/m²Refroidissement: 54 MJ/m²
Éclairage: 176 MJ/m²Chauffage: 156 MJ/m²Refroidissement: 44 MJ/m²
-78 MJ/m²+8 MJ/m²-10 MJ/m²
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Tâche 5 – tests: hébergement
ChauffageTi 20°C? les gens dorment
RefroidissementIoverheat = 17258 Kh
Eclairage8W/m² pendant 3500 heures
AuxiliairesVentilateur (230 pers)
Eau chaude 230 X 365 douches/anFacteur de pondération? Hôtel tjrs plein?
Occupation: 365 jours/an 5840 h/an
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Tâche 5 – tests: bureaux
ChauffageTi 21°C
RefroidissementIoverheat = 22533 Kh
Eclairage12W/m² pendant 2350 heures
AuxiliairesVentilateur (154 pers)
Eau chaude 5 douches installées+5MJ/m²pour éviers
Occupation: 260 jours/an 2600 h/an
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Tâche 5 – tests: enseignement
ChauffageTi 21°C, 575 pers
RefroidissementIoverheat = 16485 Kh
Eclairage12W/m² pendant 1980 heures
AuxiliairesVentilateur (575 pers)
Eau chaude 5 douches installées+5MJ/m²pour éviers
Occupation: 220 jours/an 2200 h/an
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Tâche 5 – tests: santé avec occ. noct.
ChauffageTi 23°C
RefroidissementIoverheat = 47608 Kh
Eclairage8W/m² pendant 5200 heures
AuxiliairesVentilateur (230 pers)
Eau chaude 230 X 365 douches/anFacteur de pondération ? Hôpital tjrs plein?
Occupation: 365 jours/an 8760 h/an
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Tâche 5 – tests: santé sans occ. noct.
ChauffageTi 21°C
RefroidissementIoverheat = 21536 Kh
Eclairage8W/m² pendant 2350 heures
AuxiliairesVentilateur (460 pers)
Eau chaude 1l/m²an à 60°C
Occupation: 260 jours/an 2600 h/an
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Tâche 5 – tests: réception / faible occ.
ChauffageTi 21°C – 4992h/an
RefroidissementIoverheat = 17118 Kh
Eclairage8W/m² pendant 4500 heures
AuxiliairesVentilateur (920 pers)
Eau chaude 5MJ/m²pour éviers
Occupation: 312 jours/an 4992 h/an
musée: 2.5m²/occupant
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Tâche 5 – tests: réception / faible occ.
Occupation: 312 jours/an 4992 h/an
bibliothèque: 10m²/occupant
Chauffage: 382 MJ/m²Refroidissement: 87 MJ/m²Auxiliaires: 227 MJ/m²Éclairage: 324 MJ/m²Eau chaude: 53 MJ/m²
-132 MJ/m²-42 MJ/m²-163 MJ/m²
Chauffage: 250 MJ/m²Refroidissement: 45 MJ/m²Auxiliaires: 64 MJ/m²Éclairage: 324 MJ/m²Eau chaude: 53 MJ/m²
bibliothèque: 10m²/occupant
musée: 2.5m²/occupant
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Tâche 5 – tests: rassemblement
ChauffageTi 21°C–4992h/an–1534 pers
RefroidissementIoverheat = 19119 Kh
Eclairage8W/m² pendant 4500 heures
AuxiliairesVentilateur (1534 pers)
Eau chaude 5MJ/m²pour éviers
Occupation: 312 jours/an 4992 h/an
Restaurant - cafet: 1.5m²/occupant
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Tâche 5 – tests: cuisine
Chauffage Ti 20°C RefroidissementIoverheat = 36570 KhAppareils: 5W/m²
Eclairage8W/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, a0= 0.8 et 0,heat= 70
si a0= 1 et 0,heat= 15
191MJ/m²
140MJ/m²
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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
Tâche 5 – tests: commerce
ChauffageTi 20°C
RefroidissementIoverheat = 19355 Kh
Eclairage8W/m² pendant 3000 heures
AuxiliairesVentilateur (329 pers)
Eau chaude 5 douches installées+5MJ/m²pour éviers
Occupation: 312 jours/an 3432 h/an
Eclairage12W/m² pendant 3000 heures
216MJ/m²
324MJ/m²
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Tâche 5 – tests: sport/basse temp.
Chauffage Ti 13°CHypot.: Si pertes transm/ventil <0 alors heating=0
RefroidissementIoverheat = 21696 Kh
Eclairage8W/m² pendant 2600 heures
AuxiliairesVentilateur (230 pers)
Eau chaude 50 douches installées5MJ/m²pour éviers
Occupation: 312 jours/an 4368 h/an
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Tâche 5 – tests: sport/temp. normale
Chauffage Ti 20°C
RefroidissementIoverheat = 21696 Kh
Eclairage8W/m² pendant 2600 heures
AuxiliairesVentilateur (230 pers)
Eau chaude 20 douches installées5MJ/m²pour éviers
Occupation: 312 jours/an 4368 h/an
50 douches installées 386MJ/m²
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Tâche 5 – tests: sport/temp. élevée
Chauffage Ti 23°C
RefroidissementIoverheat = 21696 Kh
Eclairage8W/m² pendant 2600 heures
AuxiliairesVentilateur (230 pers)
Eau chaude 20 douches installées5MJ/m²pour éviers
Occupation: 312 jours/an 4368 h/an
50 douches installées 386MJ/m²
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Tâche 5 – tests – EPC-eis (hollande)
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
Tâche 5 – tests / plusieurs fonctionsPartie ‘bureau’
ECH:5 douches installées + lavabos
Eclairage:12W/m² - 2350h
47
Tâche 5 – tests / plusieurs fonctionsPartie ‘rassemblement’
ECH:lavabos
Eclairage:8W/m² - 4500h
48
Tâche 5 – tests / plusieurs fonctionsPartie ‘sport’
Eclairage:8W/m² - 2600h
ECH:10 douches installées + lavabos
49
Tâche 5 – tests / plusieurs fonctionsPartie ‘cas spéciaux’
Eclairage:8W/m² - 2600h
ECH:lavabos
50
Tâche 5 – tests / plusieurs fonctionsK45
K15
Indice surchauffe!