BIO-ARCHITECTURE | Exercice d'optimisation énergétique

2015

DPEA Post-Carbone

Bio Architecture Hubert Penicaud

Exercice d’optimisation énergétique Maison à Marseille

Mauricio Peralta

Sommaire Présentation

_4

Localisation Données et analyse climatique Diagramme psychrométrique

Degré-heures

_12

Estimation annuelle Estimation journalière

Analyse de performance

_16

Plan et élévations Détails et pont thermiques Scénario de consommation et apports internes Apports solaires Déperditions Bilan et besoins

Optimisation

_32

Plan et élévations Déperditions Technologies PV et ST Bilan et besoins

Références

2

_42

3

Présentation

Localisation Marseille, France

LATITUDE : 43° 17’ 47’’ N LONGITUDE : 5° 22’ 12’’ E ALTITUDE : 0 – 652 m

Marseille, France Marseille est une commune située au sudest de la France, chef-lieu du département des Bouches-du-Rhône et de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur. Depuis 2000, Marseille fait partie de la communauté urbaine Marseille Provence Métropole, qui regroupe 1 039 739 habitants.

Par sa population, Marseille constitue la deuxième commune de France, avec 850 636 habitants, et la troisième agglomération avec 1,56 millions d’habitants en 2011. Son aire urbaine, de 1,72 millions d’habitants, est également la troisième de France.

4

Marseille est bordée par la Méditerranée à l’ouest, enserrée par le massif de l’Estaque et le massif de l’Étoile au nord, le Garlaban à l’est, le massif de Saint-Cyr et le mont Puget au sud-est et le massif de Marseilleveyre au sud. De par sa position, Marseille est, par voies expresses, à 775 km de Paris, 316 km de Lyon, 204 km de Nice, 405 km de Toulouse, 400 km de Gênes, 373 km de Turin et 501 km de Barcelone. 1

5

Présentation Diagramme Solaire Source : meteonorm

Rayonnement Solaire* Source : ecotect

Données et analyse climatiques Durée d’ensoleillement

La durée de la journée varie de façon significative au cours de l’année. Le jour le plus court est le 21 Décembre avec 8:57 heures de jour; le jour le plus long est le 20 Juin avec 15:25 heures de jour.

Couverture du ciel

Il y a un pourcentage moyen de couverture du ciel qui oscille entre 45 % en Janvier et 18 % en Juin.

Source : weatherspark.com

*Rayonnement sur une superficie horizontale plan sud (au nieveau de sol) cumulé par mois.

Cumulé annuel

1539 kWh/m2

Source : weatherspark.com

moyenne annuelle 2

130 kWh/m

6

7

Présentation Profil de températures Source : weatherspark.com

Températures moyennes annuelles (haute et basse). Au cours de l’année, la température varie généralement entre 4° C et 30 ° C. Elle descend rarement en dessous de 0° C et, elle ne dépasse pas les 33 ° C.

Données et analyse climatiques Vitesse de vent

Vitesses de vent moyennes journalières (maximale, minimale et moyenne) durant une année représentative. Vitesse maximale (7 Avril) : 9 m/s. Vitesse minimale (24 Octobre) : 4 m/s. Vitesse moyenne à l’année : 6 m/s.

Humidité relative

Au cours de l’année l’humidité relative typique varie entre 92 % (très humide) et 38 % (confortable). Elle descend rarement en dessous de 27 % (sec) et elle peut atteindre le 100 %.

Source : weatherspark.com

Source : weatherspark.com

Répartition temporelle des différentes plages de température Source : weatherspark.com

Plages de température : cold (0°C to 10°C), cool (10°C to 18°C), comfortable (18°C to 24°C), warm (24°C to 29°C), hot (29°C to 38°C) and sweltering (above 38°C).

8

9

Présentation

Diagramme psychrométrique

Jour d’hiver humide Jour d’hiver sec Jour d’été Zone de confort Ta : température ambiante mx : teneur en humidité RH : humidité relative

10

11

Degré-heures

Estimation Annuelle

Tableau d’estimation annuelle Dh Chauffage

Tableau d’estimation annuelle Dh Climatisation

12

Dh année Text

Nb heures Text

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38

0 -10 0 -8 0 -6 0 -4 35 -2 89 0 178 2 382 4 503 6 684 8 74910 81812 77814 74816 75518 68320 74922 57824 43326 33928 18130 59 32 17 34 2 36 0 38

Nb heures 0 0 0 0 35 89 178 382 503 684 749 818 778 748 755 683 749 578 433 339 181 59 17 2 0

Température de consigne 18 T consigne climatT consigne 25 climat en chauffage

Dh année

T consigne chauffage T consigne chauffage18 ΔT Dh ΔT Dh 28 0 28 0 26 0 26 0 24 0 24 0 B chaud Dh 38882 22 0 22 0 20 70020 700 18 160218 1602 16 284816 2848 14 534814 5348 12 603612 6036 10 684010 6840 8 59928 5992 6 49086 4908 4 31124 3112 2 14962 1496 0 0 0 0 0 0 0 0 1 433 1 433 3 10173 1017 5 905 5 905 7 413 7 413 9 153 9 153 11 22 11 22 13 0 13 0

18 ºC

B chaud Dh 38882

B froid Dh 2943

Besoins Chauds Degré-heures

B froid Dh 2943

38882

Température de consigne en climatisation

25 ºC

Besoins Froids Degré-heures

2843

Tableau comparatif annuelle Dh Chauffage-Climatisation

13

Degré-heures Tableau d’estimation Dh Chauffage 21 Janvier

Estimation Journalière Tableau comparatif Dh 21 Janvier-21 Decembre

Journée type d’hiver (humide)

Tableau d’estimation Dh Chauffage 21 Decembre Journée type d’hiver (sec)

14

Tableau d’estimation Dh Climatisation 18 Juin Journée type d’été (sec)

15

Analyse de performance

Plan

Detail C

coupe verticale

Detail A

coupe verticale

Detail B

coupe horizontale

Detail D

coupe horizontale

16

17

Analyse de performance

18

Élévations

Façade Nord

Façade Ouest

Façade Sud

Façade Est

19

Analyse de performance

Détails et ponts thermiques

Détail A (conditions standard)

Détail A’ (conditions standard)

Detail A’ Detail A

Conditions standard

Acrotère Béton armé Dalle 20 cm

Détail A’’ (conditions standard)

Dalle 20 cm

Detail A’’

20

21

Analyse de performance

Détails et ponts thermiques

Détail B (conditions standard)

Détail D (conditions standard) Raccord de mur intérieur et embrasure de fenêtre

Détail C (conditions standard) Allège de fenêtre Pose en applique côté intérieur, tablette en pierre artificielle

Détail D’ (conditions standard) Embrasure de fenêtre Pose en applique côté intérieur

22

23

Analyse de performance

Scénario de consommation et apports internes Tableau d’apports internes et consommations énergétiques journalières

Total d’apports internes

12 800 Wh/jour Apports internes journalères par m2

160 Wh/m2jour Apports internes annuels par m2

58 kWh/m2an Consommation

20 800 Wh/jour Consommation journalière par m2

260 Wh/m2jour Consommation annuelle par m2

95 kWh/m2an 24

Conso_A internes Apports Internes

Niveau d'équipement

Electromenager

Nombre

Frigo combiné A+ Boulloire Cuisson four normal Cuisson plaques Machine à laver vaisselle Machine à laver le linge Aspirateur Ordi Repassage Cafetière

Puissance (W) Usage (heures) Energie (Wh/jour)

3 0.14 0.25

480 750 3000 1650 800 400 125 300 140 375

Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j

9 16 34 7 1 10 1.7 4

12 3 4 2 24 1.5 24 2

108 96 136 14 72 15 81.6 32

Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j Wh/j

8

4

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

20 3000 3000 3300 2000

24 0.25 1 0.5 0.4

100 1000 1500

1 2 1 1 3 1 2 4

20

Gadget Modem Ordinateur portable Ecran lcd Lecteur DVD Radio réveil Chaine stéréo Téléphone Recharge téléphone portable Eclairage Led

640 Wh/j

ECS Eau chaude sanitaire à 50º Bonhomme

11625 Wh/j

50 L 4

75

12 Total conso

3600 Wh/j 20800 Wh/j 260 Wh/j.m2 94.9 kWh/m2.an

Total apports

12800 Wh/j 160 Wh/j.m2 58.4 kWh/m2.an

P D

25

Analyse de performance

Apports Solaires Tableau d’apports solaires moyens sur parois vertical (sud, nord et est)

75%

Apports solaires Apports solaires Sud

Fenêtre

S 1 2 3 4

Surface Vitrée Fs % 0.75 Total

Nord

6.3

Fenêtre

S 1 2 3

Surface Vitrée Fs % 0.75 Total

Est

Surface Vitrée Fs % 0.75 Total

26

Ouest

m² 1.69 1.4 2.6 0.56

m² 1.52 0.56 1.42 3.5

Fenêtre

S 1

m² 0.28

0.3

Globale Avril 3.33

kWh/m² par jour Mai Juin 3.1 3.03 kWh par jour 3.9 3.8 3.3 3.2 6.0 5.9 1.3 1.3

Janvier 2.59

Février 2.79

Mars 3.6

3.3 2.7 5.1 1.1

3.5 2.9 5.4 1.2

4.6 3.8 7.0 1.5

4.2 3.5 6.5 1.4

14.7

13.1

16.9

15.6

14.5

457

405

523

484

450

Janvier 0.62

Février 0.88

Mars 1.25

0.7 0.3 0.7

1.0 0.4 0.9

1.4 0.5 1.3

1.6

2.3

3.3

4.4

5.6

50

72

102

136

173

Janvier 1.12

Février 1.52

Mars 2.39

0.2

0.3

0.5

0.2

0.3

0.5

0.6

0.7

7

10

16

20

23

Janvier 1.12

Février 1.52

Mars 2.39

Le calcul des apports solaires suit des critères d’orientation, angle de parois vitrées, ainsi que les m2 des surfaces et son facteur solaire (%).

Juillet 3.18

Aout 3.48

4.0 3.3 6.2 1.3

4.4 3.7 6.8 1.5

4.8 3.9 7.3 1.6

4.2 3.5 6.5 1.4

3.6 3.0 5.5 1.2

3.1 2.6 4.8 1.0

14.2 14.9 kWh par mois 440 462

16.3

17.6

15.7

13.2

11.5

506

545

487

410

356

GlobalekWh/m² par jour Avril Mai Juin 1.67 2.12 2.43 kWh par jour 1.9 2.4 2.8 0.7 0.9 1.0 1.8 2.3 2.6

Septembre Octobre Novembre Décembre 3.75 3.35 2.82 2.45

Juillet 2.3

Aout 1.84

2.6 1.0 2.4

2.1 0.8 2.0

1.6 0.6 1.5

1.1 0.4 1.1

0.8 0.3 0.7

0.6 0.2 0.6

6.4 6.0 kWh par mois 198 187

4.8

3.6

2.6

1.8

1.4

150

113

81

56

45

GlobalekWh/m² par jour Avril Mai Juin 3.01 3.52 3.89 kWh par jour 0.6 0.7 0.8

Septembre Octobre Novembre Décembre 1.39 1 0.69 0.55

Juillet 3.95

Aout 3.51

0.8

0.7

0.6

0.4

0.3

0.2

0.8 0.8 kWh par mois 25 26

0.7

0.6

0.4

0.3

0.2

23

18

12

8

7

GlobalekWh/m² par jour Avril Mai Juin 3.01 3.52 3.89

Juillet 3.95

Aout 3.51

Septembre Octobre Novembre Décembre 2.8 1.88 1.27 1

Septembre Octobre Novembre Décembre 2.8 1.88 1.27 1

Année

5525

kWh

Année

1362

kWh

Année

194

kWh

27

Analyse de performance

Déperditions

Deperditions

Tableaux des déperditions surfaciques et linéiques (W/m2.ºC) Surfaces murs Matériau Béton Isolant Laine de roche

λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 1.75 0.2 0.11 3.5 W/m².°C 0.04 0.1 2.50 0.37 W/m².°C

U global Surface de plancher Matériau Béton Isolant Laine de roche

0.36 W/m².°C 89 m2 λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 1.75 0.2 0.11 3.9 W/m².°C 0.04 0.1 2.50 0.38 W/m².°C

U global

0.36 W/m².°C

Surface de fenêtres

14 m2

Surface vitrée

10 m2

Matériau Verre Air

Bois (chêne)

λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 1.15 0.006 0.01 6 W/m².°C 0.028 0 0.00 5.88 W/m².°C 5.71 W/m².°C 4 m2 0.23

U global Surface portes Matériau Bois (chêne)

Matériau Béton Isolant Laine de roche

0.22

2.58 W/m².°C

λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 0.23 0.05 0.22 2.58 W/m².°C 2.58 W/m².°C 89 m2 λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 1.75 0.2 0.11 3.1 W/m².°C 0.04 0.1 2.50 0.37 W/m².°C 0.35 W/m².°C 94 m

U Dalle U Mur

0.36 W/m².°C 0.36 W/m².°C

Ψ = Φglobal–Φnon pertubé/l

0.55 W/m.°C

M linéraires P.Therm. (haut+bas)

28

0.05

11 m2

U global M linéraires P.Therm. (haut+bas)

29 %

4.81 W/m².°C

U global Surface toiture

4.81 W/m².°C

Ψ = Φglobal–Φnon pertubé/l

0.08 W/m.°C 6 ml 5.6 ml 7.38 ml

RESISTANCES SUPERFICIELLES EN m².°C / Watt Deperditions PAROI EN CONTACT AVEC PAROI L’EXTERIEUR EN CONTACT AVEC UN AUTRE LOCAL (Chauffé ou non) un comble o

Parois Vertical Horizontal flux dscdt.

Horizontal flux ascdt.

Parois Vertical Horizontal flux dscdt.

Horizontal flux ascdt.

Pertes Surfaciques Surfaces de contact avec l'extérieur

Parois Vertical

Surface plancher Horizontal flux dscdt.

Surface toiture Horizontal flux ascdt.

Surfaces verticales

Pertes Surfaciques Surfaces de contact avec l'extérieur

Rse + Rsi Rse Rsi Rse + Rsi Rse Rsi 0.17 0.04 0.13 0.26 0.13 0.13 RESISTANCES SUPERFICIELLES EN m².°C / Watt 0.14 0.04AVEC0.1 PAROI EN CONTACT AVEC PAROI L’EXTERIEUR EN CONTACT UN AUTRE0.2 LOCAL0.1 (Chauffé ou 0.1 non) un comble o 0.21 0.04 0.17 0.34 0.17 0.17 Rse + Rsi Rse Rsi Rse + Rsi Rse Rsi 0.17 0.04 0.13 0.26 0.13 0.13 0.14 0.04 0.1 0.2 0.1 0.1 0.21 0.04 0.17 0.34 0.17 0.17

Tableaux des déperditions Ds+Dl+Dv* (W/ºC) Pertes

Surface plancher SurfaceSurfaciques toiture Pertes

Pertes R d'airSurfaces Surfacesde verticales contact avec l'extérieur Volume Renouvellement d'air Ds Total plancher Surface Volume à renouveler

Surface toiture Surfaces verticales Dv (Déperditions par ventilation) Pertes R d'air Ds Total

Pertes Linéiques Volume

221.75 m3 5 v/h 1108.75 m3/h

Renouvellement d'air

Longueur Ptherm.

Volume à renouveler Longueur Ptherm.

Pertes R d'air Dv (Déperditions par ventilation) Volume Renouvellement d'air Volume à renouveler Pertes Totales Pertes Linéiques D = Ds+Dv+DlDv (Déperditions par ventilation) Longueur Ptherm.

Longueur Ptherm.

Pertes Linéiques Dl Longueur Ptherm.

Longueur Ptherm.

Pertes Totales Dl D = Ds+Dv+Dl

89 m2 89 m2 160 m2

32.2 W/°C 31.5 W/°C 144.3 W/°C Pertes

337.7 89 m2 89 m2 160 m2

208.0 32.2 W/°C 31.5 W/°C 144.3 W/°C

337.7 m2

208.0 W/°C

366 m3 W/°C 221.75 5 v/h 1108.75 m3/h

Dl

366 W/°C

(haut+bas) (fênetres) (haut+bas) (fênetres)

Pertes 94 m 40 m 94 m 40 m

51.7 3.2 Pertes 54.9 51.7 3.2

W/°C W/°C W/°C W/°C W/°C

54.9 W/°C 628.8 W/°C

Pertes Totales D = Ds+Dv+Dl

628.8 W/°C

Page 3

40 m

U Fenêtres-huisserie

Fenêtre 1 Fenêtre 2 Fenêtre 3

Deperditions

Ds Total

71 %

U vitrée Surface huisserie

Tableau des résistances superficielles (W/m2.ºC)

135 m2

Ds : déperditions surfaciques Dl : déperditions linéiques Dv : déperditions volumiques ou par renouvellement d’air.

Page 3 29

Journée type hiver humide

410

257551 Wh 258 kWh

Déperditions annuelles

Dh

Analyse de performance Année

D * Dh

38882

12800 Wh

Pertes Totales D = Ds+Dv+Dl

628.8 W/°C

Bilan et besoins T consigne T ext

D * ΔT

ΔT

Journée type été Journée type hiver sec

18

7

11

6917 W

Tableaux des déperditions - journées types12324 et annuelles 18 -2 20 W

Journée type hiver humide

95 % Apports

D

D-(Ai+As)

Journée type hiver sec

26803

25463

92054

66591 Wh

Journée type hiver humide

26803

25463

257551

232088 Wh

5365723

5097437

24448471 19351034 Wh

Déperditions journée type

Dh

Journée type hiver sec

D * Dh 146

92054 Wh 92 kWh

Journée type hiver humide

410

257551 Wh 258 kWh

Déperditions annuelles Année

Dh

D * Dh

38882

24448471 Wh 24448 kWh

% de récupération d’énergie X = (Ai+As) / D*Dh

3.2 W/°C 54.9 W/°C

Déperditions instantanées

Tableaux Bilan, % de récupération et besoins réels

Année

40 m

Dl

24448 kWh

Total journée

Ai+As

(fênetres)

24448471 Wh

Apports internes

Bilan

Longueur Ptherm.

Page 1

Tableau comparatif Besoins ef - ep et passive house

0.22 %

Ai + As en chauffage Inertie (moyenne) F = 0,12 X + X³ / 0,325 + 1,25 X² + X³

0.13

Besoins réels (Consommation) B = D * Dh * (1 – F)

21278868 Wh/an 240 kWh/m2.an 600 kWh/m2.an ep

Passive Hause

50 kWh/m2.an

Page 1

Taux de récupération d’énergie = 22 % Besoins réels = 240 kWh/m2.an primaire : si chauffage Besoins réels ep* = 600 kWh/m2.an *Énergie électrique.

30

Maison économe = 15-50 kWh/m2.an Une maison passive consomme 90% d’énergie de chauffage en moins qu’une construction existante. Et 75% de moins qu’une maison nouvellement construite selon la réglementation thermique actuelle (RT 2005). Une maison passive, avec tout le confort actuel, n’a pas besoin de plus de 15 kWh par m² et par an (soit 1,5 litre par m² et par an d’équivalent pétrole) en chauffage, encore moins qu’une maison basse énergie (entre 40 à 65 kWh/m²an), selon la zone climatique.

31

Optimisation

Plan

Isolation par l’extérieure - joints avec rupture de ponts thermiques.

Fenêtre et menuiserie PVC étanche avec rupture de ponts thermiques.

Isolation par l’extérieure - joints avec rupture de ponts thermiques

Isolation par l’extérieure - joints avec rupture de ponts thermiques.

Fenêtre et menuiserie étanche avec rupture de ponts thermiques.

Le climat méditerranéen de Marseille nous permet de profiter d’une bonne saison chaude et ensoleille.

La stratégie Ouverture de grandes fenêtres au sud donnant sur une terrasse couverte par une pergola pour la mi-saison et l’été. Assez de renouvellement d’air pour rafraîchir. Captage de chaleur en hiver quand le soleil est plus bas.

En toiture : captage solaire thermique pour l’eau chaude sanitaire et photovoltaïque pour l’électricité.

32

33

Optimisation Solaire thermique : ECS

Élévations

Solaire PV : électricité

Élévation Sud

N Façade Est

Façade Sud

N Façade Ouest

Façade Nord 34

35

Deperditions

Optimisation

RESISTANCES SUPERFICIELLES EN m².°C / Watt PAROI EN CONTACT AVEC PAROI L’EXTERIEUR EN CONTACT AVEC UN AUTRE LOCAL (Chauffé ou non) un comble o

Déperditions

Rse + Rsi

Parois Vertical Horizontal flux dscdt.

Horizontal flux ascdt.

Rse Rsi Rse + Rsi Rse Rsi 0.17 0.04 0.13 0.26 0.13 0.14 0.04 0.1 0.2 0.1 0.21 0.04 0.17 0.34 0.17

0.13 0.1 0.17

Deperditions

Tableaux des déperditions surfaciques et linéiques (W/m2.ºC) Surfaces murs Matériau Béton Isolant Laine de roche

135 m2 λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 1.75 0.2 0.11 3.5 W/m².°C 0.04 0.15 3.75 0.26 W/m².°C

U global Surface de plancher Matériau Béton Isolant Laine de roche

0.25 W/m².°C

λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 1.75 0.2 0.11 3.9 W/m².°C 0.04 0.15 3.75 0.26 W/m².°C

U global

0.25 W/m².°C

Surface de fenêtres

14 m2 10 m2

Matériau Verre Air

71 %

λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 1.15 0.012 0.01 6 W/m².°C 0.028 0.015 0.54 1.42 W/m².°C

U vitrée Surface huisserie Bois (chêne)

1.40 W/m².°C 4 m2 0.23

U global Surface portes Matériau Bois (chêne)

Surface toiture Matériau Béton Isolant Laine de roche

0.22

2.58 W/m².°C

Surface plancher Surface toiture Surfaces verticales

Pertes R d'air Volume Renouvellement d'air Volume à renouveler VMC Rendement 70% Dv (Déperditions par ventilation)

221.75 5 1108.75 256 110

89 m2 89 m2 160 m2

22.2 W/°C 21.8 W/°C 86.1 W/°C

337.7 m2

130.1 W/°C

m3 v/h m3/h W/°C W/°C

Pertes Linéiques Longueur Ptherm.

Longueur Ptherm.

Pertes (haut+bas) (fênetres)

0m 0m

Dl

0 W/°C 0.0 W/°C 0.0 W/°C

Pertes Totales D = Ds+Dv+Dl

λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 0.23 0.05 0.22 2.58 W/m².°C

239.9 W/°C

Page 4

2.58 W/m².°C 89 m2 λ Conductivité e épaisseur R = e/λ U= 1 / R + Rse + Rsi 1.75 0.2 0.11 3.1 W/m².°C 0.04 0.15 3.75 0.25 W/m².°C 0.25 W/m².°C 94 m

U Dalle U Mur

0.36 W/m².°C 0.36 W/m².°C

Ψ = Φglobal–Φnon pertubé/l

0.55 W/m.°C

M linéraires P.Therm. (haut+bas)

36

0.05

1.73 W/m².°C

U global M linéraires P.Therm. (haut+bas)

29 %

11 m2

U global

Pertes

Ds Total

89 m2

Surface vitrée

Tableaux des déperditions Ds+Dl+Dv* (W/ºC) Pertes Surfaciques Surfaces de contact avec l'extérieur

40 m

U Fenêtres-huisserie

4.81 W/m².°C

Ψ = Φglobal–Φnon pertubé/l

0.08 W/m.°C

N.B. : Variations paramétriques selon l’optimisation des éléments

-Isolation par l’extérieure (15 cm)

-Étanchéité et rupture des ponts thermiques

-Fenêtres double vitrage

-Isolation en tête de dalles ( rupture des ponts thermiques)

-Ventilation mécanique contrôlé (double flux)

Ds : déperditions surfaciques Dl : déperditions linéiques Dv : déperditions volumiques ou par renouvellement d’air.

37

1

Surface Vitrée Fs % 0.75 Total

0.28

0.2

0.3

0.5

0.6

0.7

0.8

0.8

0.7

0.6

0.4

0.3

0.2

0.3

0.2

0.3

0.5

0.6

0.7

0.7

0.6

0.4

0.3

0.2

7

10

16

20

23

0.8 0.8 kWh par mois 25 26

23

18

12

8

7

Optimisation Ouest

Janvier 1.12

Février 1.52

Mars 2.39

GlobalekWh/m² par jour Avril Mai Juin 3.01 3.52 3.89

Juillet 3.95

Aout 3.51

Technologies PV et ST

*Photovoltaïque et solaire thermique

Apports solaires

ST

Total

Type 15% PV 50% ST

S m² 1 71.2 1 42.5 116

kWh

Septembre Octobre Novembre Décembre 2.8 1.88 1.27 1

Tableau de potentiel de récolte énergétique (PV et ST*) Inclinason 15º Rendement % PV

194

Janvier 2.16

Février 2.83

Mars 4.41

Globale Avril 5.44

kWh/m² par jour Mai Juin 6.3 6.97 kWh par jour 2.3 2.3 165.5 161.8 3.2 3.5 133.9 148.1

0.3 23.1 1.1 45.9

0.4 29.8 1.4 60.1

2.7 192.2 2.2 93.7

2.5 177.8 2.7 115.6

69

90

286

293

299

2138

2788

8865

9096

9282

Juillet 7.12

Aout 6.37

2.4 169.8 3.6 151.3

2.6 185.8 3.2 135.4

2.8 200.3 2.6 109.2

2.5 178.9 1.8 75.0

2.1 150.6 1.2 52.1

1.8 130.8 1.0 41.4

321

309

254

203

172

9957

9594

7871

6282

5340

310 321 kWh par mois 9607 9954

Septembre Octobre Novembre Décembre 5.14 3.53 2.45 1.95

Année

54761

kWh

36014

kWh

90774

kWh

Page 1

Tableau comparatif consommation ECS VS potentiel ST

38

Tableau comparatif consommation électrique VS potentiel PV

39

Journée type hiver humide

410

98267 Wh 98 kWh

Déperditions annuelles

Dh

Année

Optimisation

D * Dh

38882

9328146 Wh

Bilan et besoins

9328 kWh

Apports internes Total journée

20800 Wh

Tableaux Bilan, % de récupération et besoins réels

Tableaux des déperditions - journées types et annuelles Bilan et Besoins

Bilan Journée type hiver sec

Ai+As

95 % Apports

34803

33063

D 35123

D-(Ai+As) 2060 Wh

Déperditions journée type

Dh

Journée type hiver sec

146

34803

33063

98267

65204 Wh

6829723

6488237

9328146

2839910 Wh

410

98267 Wh 98 kWh

Déperditions annuelles

Année

35123 Wh 35 kWh

Journée type hiver humide

Journée type hiver humide

D * Dh

Dh

Année

D * Dh

38882

9328146 Wh 9328 kWh

Apports internes

% de récupération d’énergie X = (Ai+As) / D*Dh

Total journée

0.73 % Bilan

Ai + As en chauffage Inertie (moyenne) F = 0,12 X + X³ / 0,325 + 1,25 X² + X³

Ai+As

95 % Apports

D

D-(Ai+As)

Journée type hiver sec

34803

33063

35123

2060 Wh

Journée type hiver humide

34803

33063

98267

65204 Wh

6829723

6488237

9328146

2839910 Wh

2.36 Année

Besoins réels (Consommation) B = D * Dh * (1 – F)

20800 Wh

Tableau comparatif Besoins ef - ep et passive house

% de récupération d’énergie

-12668271 Wh/an

X = (Ai+As) / D*Dh

0.73 %

Ai + As en chauffage

-143 kWh/m2.an

Inertie (moyenne)

-357 kWh/m2.an ep

F = 0,12 X + X³ / 0,325 + 1,25 X² + X³

2.36

Besoins réels (Consommation)

Passive Hause

50 kWh/m2.an

B = D * Dh * (1 – F)

Page 1

-12668271 Wh/an -143 kWh/m2.an -357 kWh/m2.an ep

Taux de récupération d’énergie = 73 % Besoins réels = -143 kWh/m2.an primaire : si chauffage Besoins réels ep* = -357 kWh/m2.an *Énergie électrique.

40

Maison à «énergie positive» Passive Hause

50 kWh/m2.an

On peut observer dans les tableaux précédents que les variations des paramètres architecturaux Page 1 ainsi que la mise en place de technologies de récolte énergétique permettent de réduire les besoins et consommations d’énergie.

Le résultat montre que la maison peut rentrer dans les catégories de bâtiment économe ou même de bâtiment à énergie positive, selon le degré «d’autonomie».

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Références

2015

DPEA Post-Carbone

1. RT 2005 et 2012, Décrets en Conseil d’Etat – RT 2012 et attestations de prise en compte de la réglementation thermique, Ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie - Ministère du logement, de l’égalité des territoires et de la ruralité. (www.rt-batiment.fr) 2. Catalogue des ponts thermiques, Infomind Sàrl, Office fédéral de l‘énergie OFEN, 8004 Zurich, 2003.

4. Catalogue d’éléments de construction avec calcul de la valeur U, Kurt Marti, bureau d’ingénieurs pour l’énergie et l‘environnement, 3054 Schüpfen, Office fédéral de l‘énergie OFEN, 8004 Zurich, 2002.

Mauricio Peralta 42

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