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PREBAT 31 mars 2010 - Chambéry
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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
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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
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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
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Les 3 niveaux de suivi :
3 niveaux d’approfondissement
Niveau 1 : suivi de consommation
Niveau 2 : suivi thermique global
Niveau 3 : suivi analytique lourd
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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
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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
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L’évaluation une mission spécifique
Quels acteurs ?- Centres scientifiques et techniques
- Exploitant (commissionnement)
- Maître d’œuvre
- Certificateur
- AMO « évaluation » ?
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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- …