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PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
Journée PREBATvers des bâtiments à énergie positive
Mesurer la performance
des bâtimentsJean-Alain Bouchet
CETE Méditerranée
CHAMBERY – 31 mars 2010
PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
Mesurer la performance des bâtiments
Plan de l’exposé :
1. Les 3 niveaux de suivi
2. Les méthodes d’analyse
3. Réflexions sur la mission d’évaluation
PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
Comment évaluer la performance réelle d’un bâtiment ?
1) Évaluer en phase d’exploitation (2 ans)
2) Considérer le système
1) Bâtiment & équipements
2) Occupants & gestionnaires
3) Climat local & contraintes du site
3) Choisir le niveau d’approfondissement
PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
Les 3 niveaux de suivi :
3 niveaux d’approfondissement
Niveau 1 : suivi de consommation
Niveau 2 : suivi thermique global
Niveau 3 : suivi analytique lourd
PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
Niveau 1 : « suivi de consommations»
But : Quantifier les consommations d’énergie par usage (Chauffage, climatisation, ECS, éclairage, auxiliaires thermiques) + productions d’énergie
Objectifs : sensibiliser les occupants et gestionnairesla RT 2005 impose un dispositif permettant de suivre les consommations :
• surface traitée de plus de 400 m2 : chauffage, refroidissement, ventilation• surface éclairée de plus de 1000 m2 : éclairage• restauration de plus de 200 couverts par jour et hébergement plus de 40
lits : ECS
La RT 2012 va étendre ces obligations
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Niveau 2 : « suivi thermique global »
But = Suivi de consommation (niveau1) + IDENTIFICATION DES BESOINS THERMIQUES :
– Etablir le bilan thermique de l’enveloppe du bâtiment (déperditions et apports)
– Quantifier les besoins d’ECS (si besoins ECS significatifs)
+ Evaluer le confort thermique en particulier l’été
Objectif : caractériser la performance réelle
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Niveau 3 : « Suivi analytique lourd »
But = Suivi thermique global +1. Identifier finement la dynamique des besoins
thermiques (chaud et froid)
2. Évaluer le fonctionnement réel des systèmes thermiques (production, distribution, gestion) ; ex : répartition chaleur poêle bois, régulation ventilation, ..
3. Caractériser les rendements des générateurs à faible charge et à fonctionnement intermittent.
Objectif : connaître le fonctionnement réel de bâtiments ou systèmes innovants
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Les 3 niveaux de suivi
3 niveaux d’instrumentation : Mesures Suivi conso Suivi global Suivi lourd
Comptage d’énergie
par usage (1)
Relevés saisonniers Relevés
hebdomadaires ou mensuels
Mesure pas de temps < horaire
EnregistrementHoraire (2)
Comptage thermique
Indicateurs de fonctionnement
(1) Usages réglementés de l’énergie : chauffage, climatisation, ECS, éclairage, auxiliaires ventilation, auxiliaires thermiques
(2) Compteurs munis de sorties à impulsion
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Les mesures : conditions climatiques internes et externes
(*) mesure dans les locaux les plus représentatifs à hauteur des voies respiratoires (séjours, chambre, cuisine, bureaux, salles de réunion, …).
Mesures Suivi conso Suivi global Suivi lourd
Température-Hygrométrie extérieure
Mesure horaire
(*) Température-Hygrométrie intérieure
Mesures ponctuelles
Mesure horaire
Ensoleillement horizontal global
donnée météo journalière données météo
journalière ou mesure horaire
Vitesse et direction du vent
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Les mesures : sous comptage énergie par usage
USAGES RT • par chaufferie : chauffage, ECS, climatisation, auxiliaires
thermiques
• moteurs ventilation par tableau ou CTA
• éclairage par tableau
Sous-compteur départ direct de plus de 80 A (tertiaire)
Cas particuliers :– Générateur mixtes, PAC réversibles = consommations tous usages – Générateur bois : estimation quantités de bois brûlées par usager – Chaudière individuelle Gaz réseau : comptage général Gaz avec estimation
forfait gaz cuisson– GPL : mise en place d’un compteur gaz sur chaudière
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Les mesures : comptages thermiques
• Énergie délivrée par les générateurs thermiques – par usage de l’énergie (chauffage, ECS, froid)– peut regrouper plusieurs générateurs de même type
• Besoins ECS : compteur thermique et volumique
Cas particuliers :
– Le comptage de calories n’est pas possible sur les distributions par air.
– Les PAC réversibles font l’objet d’un comptage du froid et du chaud
– si l’ECS n’est pas un poste spécifique de la RT (ex bureaux ) seul un comptage global est nécessaire (sous comptage électrique, volume d’eau chaude consommée).
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Les mesures : autres
• Systèmes de production de chaud ou de froid • Température
• Etats de fonctionnement
• Systèmes de ventilation• Température-hygrométrie
• Débits ponctuels
• Pressions (continu) (1)
• Etanchéité à l’air des bâtiments• Mesure infiltrométrie (2)
(1) possibilité de mesurer en continu les débits par anémomètre à hélice (0.3 – 20 m/s) ou par transmetteur de pression (25-200Pa)
(2) Avec si possible thermographie infra rouge ou poire à fumée
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Les mesures
L’instrumentation est variable d’une opération à l’autre selon :
1. L’intérêt d’une évaluation fine de certains systèmes
2. Les types d’équipements 3. L’usage et la taille du bâtiment 4. Les modalités de recueil des mesures
• Capteurs autonomes + relevés compteurs par le gestionnaire• Capteurs/compteurs raccordés à une centrale d’acquisition
indépendante des GTC • Télésuivi (modem, IP, GSM, …)
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Les mesures
La mise en œuvre d’une instrumentation est délicate :
1. Intégrer le plus en amont possible (APD) pour éviter des surcoûts et responsabiliser la maîtrise d’œuvre
2. Assister les entreprises et coordonner les lots (CVC – courants faibles – courants forts – EnR -…)
3. Vérifier le bon fonctionnement (commissionnement)
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Mesurer la performance des bâtiments
Plan de l’exposé :
1.Les niveaux de suivi
2.Les méthodes d’analyse
3.Réflexions sur la mission d’évaluation
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Les enquêtes
Le recueil d’information porte sur :1. Les conditions d’utilisation du bâtiment
• Les usagers• Périodes d’occupation• Utilisation des baies ( ouvertures)• Utilisation des protections solaires et lumineuses
2. L’appréciation du confort • Qualification de l’ambiance (ressenti) • Qualification de la satisfaction
3. Les données de gestion • Exploitation des chaufferies• Entretien
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Diagramme des flux (Sankey)Exemple chaudière gaz mixe et installation solaire
Apports internes
Apports solaires
Bch
Pertes systèmes chauffage - ECS
Pertes parois(y/c émetteurs)
Ubat. At .DH
ProductionSolaire
Pertes système solaire
Pertes stockage et bouclage ECS
Besoins ECS (y/c pertes distribution hors
bouclages)
Cch+
Cecs
VentilationPerméabilité
Ouverture baies
Appoint ECS
CC1
CC3
AmbianceTempératureHygrométrie
CG CC2
Energie(usage
thermique)
EnergieSolaire
Incidente
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Bilan en température
• apports thermiques <?> pertes thermiques
0 °c
2 °c
4 °c
6 °c
8 °c
10 °c
12 °c
14 °c
16 °c
18 °c
20 °c
22 °c
24 °c
26 °c
28 °c
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Apports solaires
Apports internes
Chauffage
T extérieur
T intérieure moy
semaine
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« Suivi thermique global » Exemple d’instrumentation
Maison individuelle à Gigean (34)
• Constructeur de maison individuelle• Isolation renforcée (Ubatréf – 34%) :
Bloc de béton cellulaire + ITI polystyrène extrudé 10 cm + hourdis polystyrène + plancher intermédiaire avec rupteurs – toit terrasse panneaux PU 10 cm – vitrages 4-16-4 argon
• Perméabilité à l’air par défaut (1,3 m3/hm2)
• VMC hygo B Micro Watt (11,5 W)
• Gaz condensation (ventouse) • ECS solaire (5 m2) appoint gaz
C = 32 kWhep/m2
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• Schéma de principeVMC
rejet
EF
EC
CC2
S
CC3
S
Chauffage
CC1
chaudière
CE1 CE2 CE3
+ Sondes autonomesTempératurehumidité
Gaz
S
CG
« Suivi thermique global » Exemple d’instrumentation
Solaire
Intérieur enveloppeLocal non chaufféextérieur
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Mesurer la performance des bâtiments
Plan de l’exposé :
1. Les niveaux d’approfondissement de suivi
2. Les méthodes d’analyse
3. L’évaluation une mission spécifique
PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
L’évaluation une mission spécifique
Contenus :
1. Constat de consommation/confort
2. Identification des caractéristiques thermiques in situ et leur comparaison avec les caractéristiques théoriques
3. Proposition de pistes d’amélioration
4. Capitalisation et mise en réseau de l’expérience
PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
L’évaluation une mission spécifique
Quels acteurs ?- Centres scientifiques et techniques
- Exploitant (commissionnement)
- Maître d’œuvre
- Certificateur
- AMO « évaluation » ?
PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
L’évaluation une mission spécifique
Quels outils développer ?- Méthodologies- Instrumentation standardisée « niveau
suivi thermique global»- Outils d’analyse des données (ex: calcul
des bilans thermiques)- Cadres de retour d’expérience- …