ArchiWIZARD Simulation - Isolation thermique

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1 ArchiWIZARD Simulation - Isolation thermique Objectifs CI abordés Compte rendu Simuler la déperdition énergétique de la maison et proposer des pistes d amélioration quant à l isolation du bâtiment. CI Performances globales du système. CI Transferts et pertes d'énergie. CI Analyse des résultats de simulation. Informatique sous OpenOffice. 1h Etude thermique du modèle Etape 1 - Etude thermique des murs Question 1 - Compléter le tableau. Matériaux Epaisseur e (cm) Résistance thermique R Conductivité thermique λ Enduit ciment 1 0,01 0,56 Parpaing 20 0,32 0,625 Laine minérale 6 1,58 0,038 Plaque de plâtre 1,3 0,04 0,325 Paroi (sans Rsi + Rse) 28,3 1,95 0,145 Paroi (avec Rsi + Rse) 28,3 1,95 + 0,17 = 2,12 0,133 Etape 2 - Etude thermique de la toiture Question 2 - Compléter le tableau. Matériaux Epaisseur e (cm) Résistance thermique R Conductivité thermique λ Charpente tradi + LDV 10 2,13 0,047 Plaque de plâtre 1,3 0,04 0,325 Paroi (sans Rsi + Rse) 11,3 2,17 0,052 Paroi (avec Rsi + Rse) 11,3 2,17 + 0,14 = 2,31 0,049 Etape 3 - Etude thermique de la dalle Question 3 - Compléter le tableau. Matériaux Epaisseur e (cm) Résistance thermique R Conductivité thermique λ Chape tradi 5 0,04 1,25 Polystyrène extrudé 5 1,56 0,032 Béton 15 0,07 2,14 Paroi (sans Rsi + Rse) 25 1,67 0,15 Paroi (avec Rsi + Rse) 25 1,67 + 0,14 = 1,81 0,138 - DR1 -

2 ArchiWIZARD Simulation - Isolation thermique Etape 4 - Synthèse Question 4 - Compléter le tableau de synthèse en faisant apparaître vos calculs : Catégorie Surface (m²) Composition R T U eq (W.m -2.K -1 ) Déperdition (W/K) Murs extérieurs 149,5 Parpaing ITI 2,12 1/2,12 = 0, ,5 x 0,472 = 70,5 Planchers bas / terre-plein 94,4 Béton isolé 1,81 1/1,81 = 0,552 94,4 x 0,552 = 52,1 Toiture 121,2 Charpente bois CT100 2,31 1/2,31 = 0, ,2 x 0,433 = 52,5 Question 5 - Calculer la puissance perdue à travers les parois de la maison lorsque la T intérieure est de 20 C et la T extérieure est de 3 C. P perdue = dep mur + dep plancher + dep toiture (T int T ext ) P perdue = (70, , , 5) (20 3) P perdue = 2967, 7 W Etape 5 - Etude des ponts thermiques Question 6 - Définir ce qu est un pont thermique. Un pont thermique est une zone ponctuelle ou linéaire qui, dans l'enveloppe d'un bâtiment, présente une variation de résistance thermique. Il s'agit d'un point de la construction où la barrière isolante est rompue. Un pont thermique est donc créé si : il y a changement de la géométrie de l'enveloppe, il y a changement de matériaux et ou de résistance thermique. Question 7 - Compléter le tableau. Groupe Longueur totale (m) Coefficient ψ Déperdition (W/K) Plancher bas sur TP / façade Toiture / mur Toiture / pignon Toiture / toiture Murs angle sortant Question 8 - Calculer la puissance perdue à travers les ponts thermiques de la maison lorsque la T intérieure est de 20 C et la T extérieure est de 3 C. P perdue = déperdition (T int T ext ) P perdue = (4, 7 + 3, , +0, 8 + 0, 2) (20 3) P perdue = 236, 3 W Etape 6 - Synthèse des consommations Question 9 - Relever la consommation énergétique annuelle de l habitation liée au chauffage La consommation annuelle est de 116 kwh/m². - DR2 -

3 ArchiWIZARD Simulation - Isolation thermique Question 10 - Jugez-vous la maison bien ou mal isolé? Justifier. A partir des simulations précédentes, on sait que : R mur = (1,95 + 0,17) m².k.w -1 = 2,12 m².k.w -1 < 2,30 m².k.w -1 R dalle = (1,67 + 0,14) m².k.w -1 = 1,81 m².k.w -1 < 2,30 m².k.w -1 R toiture = (2,17 + 0,14) m².k.w -1 = 2,31 m².k.w -1 < 4,50 m².k.w -1 En conclusion, on peut dire que la maison ne respecte pas la RT2012 et n est pas correctement isolée pour le moment. 3 - Amélioration de l isolation des parois Question 11 - Relever les valeurs et les pourcentages des différentes déperditions : Question 12 - Sur quelles parois vous semble-t-il prioritaire d'agir pour tenter de réduire la consommation énergétique de la maison. Justifier. Il s agit d agir sur les parois verticales qui représentent 42% des déperditions thermiques de l enveloppe. Question 13 - A l'aide du configurateur de parois, proposer une solution réaliste pour réduire la consommation énergétique liée au chauffage à moins de 85 kwh/m². Insérer une (des) copie(s) d écran de la composition du (ou des) groupe(s) de parois modifié(s). Pour les parois 3, 4, 6 et 7, on remplace la composition Mur Parpaing ITI (Isolation Thermique Intérieure) par une composition Mur Parpaing ITE (Isolation Thermique Extérieure). Les travaux sont limités à une isolation extérieure de la maison avec une couche de polystyrène expansé. Question 14 - Relever la nouvelle consommation énergétique annuelle de l habitation (en KWh/m²) liée au chauffage grâce au bandeau bas intitulé BESOINS. La consommation annuelle est alors de 71 kwh/m². - DR3 -

4 ArchiWIZARD Simulation - Autonomie énergétique Objectifs CI abordés Compte rendu Rendre la maison autonome en énergie pour l'éclairage et l'eau chaude sanitaire. CI Performances globales du système. CI Analyse des résultats de simulation. Informatique sous OpenOffice. 1h50 Question 1 - Quelle consommation maximale d énergie ne devrait-on pas dépasser pour être conforme à la RT2012? La maison étant située à Lille, la consommation maximale d énergie ne devrait pas dépasser 65 kwh/m². Question 2 - Quel(s) paramètre(s) lié(s) à l utilisation de la maison peut-on faire varier pour atteindre cet objectif? On peut jouer sur le système de ventilation de la maison, l éclairage et le système de production d eau chaude sanitaire. 1 - Eclairage de la maison Question 3 - Insérer une capture d'écran de vos deux façades. Façade Est Façade Ouest Question 4 - Relever la consommation énergétique annuelle de l habitation liée à l éclairage. La consommation annuelle liée à l éclairage du bâtiment est de kwh/an. Question 5 - Indiquer le type de lampe utilisée ainsi que la nouvelle consommation minimale. Quel commentaire pouvezvous faire concernant ce type d'éclairage. Type de lampe : Tube fluorescent performant ballast electronique. Nouvelle consommation : kwh/an. Commentaire : même si ce type d éclairage est le plus économique, il n est pas forcément approprié pour un éclairage chaleureux d une habitation. 2 - Autonomie énergétique de la maison Question 6 - Relever dans un premier temps la consommation énergétique annuelle de l habitation liée à la production d ECS. La consommation énergétique annuelle de l habitation liée à la production d ECS est de kwh. - DR1 -

5 ArchiWIZARD Simulation - Autonomie énergétique Question 7 - Proposer une solution détaillée et argumentée mettant en évidence vos choix techniques quant au positionnement et au dimensionnement des panneaux pour que la maison soit autonome en éclairage et ECS. Façade Est : installation du panneau solaire photovoltaïque. Production annuelle équivalente au besoin pour l éclairage. Façade Ouest : installation du panneau solaire thermique pour l ECS. Production à kwh équivalent au besoin. 3 - Production et analyse de bilan Solaire thermique Question 8 - Indiquer la surface de votre panneau thermique et sa production annuelle. Surface 30,06 m² et production annuelle kwh. Question 9 - Extraire du bilan solaire le tableau mensuel du solaire thermique et l'insérer dans votre compte rendu. Question 10 - Définir avec concision chaque ligne de ce tableau. Réception et irradiation : énergie solaire totale ou par m² reçue par le panneau. Production et Productivité : énergie totale ou par m² produite par le panneau. Besoin : Besoin énergétique de la maison pour l ECS. Non couvert : Besoin en énergie pour l ECS qui n est pas réalisé par le panneau solaire. Couverture solaire : Pourcentage d énergie issue du panneau pour l ECS. - DR2 -

6 ArchiWIZARD Simulation - Autonomie énergétique Question 11 - Que peut-on dire du dimensionnement et de l implantation du panneau solaire thermique. Le besoin couvert est toujours à 0 et la couverture solaire est à 100% toute l année. Le panneau est donc correctement dimensionné et implanté. Solaire photovoltaïque Question 12 - Indiquer la surface de votre panneau photovoltaïque et sa production électrique annuelle. Surface 21,16 m² et production électrique annuelle kwh. Question 13 - Extraire du bilan solaire le tableau mensuel de la production photovoltaïque et l'insérer dans votre compte rendu. Question 14 - Définir avec concision chaque ligne de ce tableau. Pertes par masquage : Puissance perdue par masquage du panneau par des éléments environnants. Question 15 - Que peut-on dire du dimensionnement et de l implantation du panneau solaire photovoltaïque. La production annuelle est équivalente au besoin en énergie pour l éclairage. Le dimensionnement du panneau solaire est correct pour assurer l autonomie énergétique de l éclairage. - DR3 -