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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