LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES ADAPTES A LA REHABILITATION

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1 LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES ADAPTES A LA REHABILITATION Intervenant : Gilles Guillemard ADEME Ville et Aménagement Durable 25 octobre 2012

2 SOMMAIRE Comment choisir les différents systèmes de ventilation adaptés à la rénovation basse consommation Quels sont les impacts d une isolation du bâti sur les installations thermiques existantes Quels sont les systèmes de chauffage et de production d eau chaude adaptés à la rénovation basse consommation Les solutions techniques dans le tertiaire

3 Comment choisir les différents systèmes de ventilation adaptés à la rénovation basse consommation

4 Ventiler, une nécessité, une obligation Pour le logement Le règlement sanitaire départemental Arrêté du 22 octobre 1969 modifié en 1982, 1983 Pour le tertiaire Le règlement sanitaire départemental Le code du travail (articles R 232 et 235)

5 Principes de ventilation

6 Types de conduit dans l existant

7 Principes de ventilation Apparition le la VMC

8 Systèmes de ventilation

9 Transformation de la ventilation Ventilation naturelle assistée (VNA) Aspirateur stato-mécanique

10 Transformation de la ventilation Procédé MVN

11 Systèmes de ventilation

12 Transformation de la ventilation Ventilation mécanique contrôlée

13 Ventilation simple flux

14 Ventilation double flux

15 Ventilation double flux

16 Ventilation double flux Difficile à installer en rénovation bâtiment collectif A conseiller en tertiaire

17 Ventilation double flux +4 C 5 C Filtres 20 C 16 C 17/65

18 Ventilation double flux Avec échangeur à plaques

19 Ventilation double flux Avec échangeur rotatif

20 Ventilation double flux Avec échangeur à plaques à haut rendement

21 Ventilation double flux Les combinaisons possibles

22 Ventilation double flux Les combinaisons possibles Batterie électrique Batterie détente directe sur split Batterie eau chaude...

23 Ventilation double flux Les combinaisons possibles Exemple : Aldès Tzen 3000

24 Ventilation double flux Les combinaisons possibles

25 Ventilation mécanique répartie VMR Difficile à installer en logement collectif

26 Ventilation mécanique répartie VMR double flux Norellagg, Aérivital... Simple flux Atlantic, Vortice, Hélios...

27 La ventilation Points clés concernant la ventilation Le traitement du bâti engendre une diminution des infiltrations parasites qui participaient autrefois à la ventilation. Une ventilation contrôlée s impose donc, en utilisant si possible les conduits existants. Les solutions sont l amélioration de la ventilation naturelle l assistance à la ventilation naturelle (BP ou MP) la ventilation mécanique contrôlée (HP) Le double flux est difficile à installer en réhabilitation logement mais indispensable en tertiaire.

28 Quels sont les impacts d une isolation du bâti sur les installations thermiques existantes.

29 Isoler les parois et remplacer les menuiseries permet de diviser par 2 les besoins. Mais quels sont les impacts d une rénovation du bâti sur les installations techniques

30 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti

31 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti Rendement global d une installation Rendement production : Rp Rendement de régulation : Rr Rendement de distribution : Rd Rendement d émission : Re Rendement global = Rp x Rr x Rd x Re

32 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti La régulation Loi d eau ou courbe de chauffe

33 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti La régulation Loi d eau après rénovation baisse de la température de l eau

34 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti La régulation Baisse de la loi d eau : Régime dit à basse température Condensation améliorée ou possible Pompe à chaleur possible Moins de pertes en lignes

35 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti Diminution de la température d eau Quelles sont les conséquences sur la production

36 Quels sont les matériels performants en chauffage la production Récupération d énergie sur les fumées : La condensation Tf : 150 C Température de fumée 40 C

37 Quels sont les matériels performants en chauffage la production Evolution des rendements de production

38 Quels sont les matériels performants en chauffage la production Evolution des rendements de production

39 Quels sont les matériels performants en chauffage la production La pompe à chaleur Eau de nappe Sol vertical Sol horizontal Air VMC... Plancher chauffant Piscine Air chaud Radiateurs ECS... Sources Besoins

40 Quels sont les matériels performants en chauffage la production La pompe à chaleur Température en sortie de PAC : maxi 45 C à 50 C PAC «haute température» : 65 C

41 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti la production Points clés concernant la production Le traitement du bâti engendre un abaissement de la température de l eau de chauffage permettant d utiliser des techniques dites «à basse température» à haut rendement : Chaudière à condensation Pompe à chaleur

42 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti La distribution Diminution de la température d eau Moins de pertes en lignes

43 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti La distribution Pertes linéaires des tuyauteries Avant Après Exemple : tube Ø 50/60 eau à 80 C eau à 55 C Tube non isolé : 174 W/ml 100 W/ml Tube avec calorifuge qualité moyenne : 28 W/ml (25 mm de laine de verre) Gain de 25% 21 W/ml Tube avec bonne qualité isolation : 14 W/ml 9 W/ml (50 mm de polyuréthane)

44 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti Le St Mury à Meylan 10 bâtiments de 20 logts construction m de réseau à haute température constante (80 C) 1 sous-station par bâtiment chauffage + ECS Besoins de chauffage : Besoins d ECS : Pertes réseaux hiver : Pertes réseaux été : TOTAL : kwh Décentralisation de la production d ECS Traitement du bâti Chaudière à condensation 17 % de la conso Besoins de chauffage : Besoins d ECS : Pertes réseaux hiver : % de la conso Pertes réseaux été : 0 TOTAL : kwh gain 50% 44/72

45 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti La distribution Points clés concernant la distribution Favoriser les réseaux à température variable (chauffage seul) plutôt qu à température constante (Chauffage+ECS collective) pour 2 raisons: - diminution des pertes en lignes - possibilité de condensation La rénovation du bâti divise par 3 les pertes de distribution à la condition que le réseau primaire puisse fonctionner à basse température et à température variable. La rénovation des réseaux en caniveau diminue par 2, voire par 3, les pertes en lignes.

46 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti L émission Diminution de la température d eau Diminution de la puissance émise Apports gratuits plus importants en relatif Sources d économie : gestion de ces apports gratuits

47 Quels sont les impacts d une rénovation de bâti L émission Les apports gratuits Apports gratuits internes : Les occupants (100 W par personne) L éclairage Les appareils ménager (frigo, TV, ordi. ) Apports gratuits externes : Ensoleillement

48 Quels sont les matériels performants en chauffage l émission Optimisation des apports gratuits Robinet thermostatique dans les pièces recevant des apports gratuits Séjour (ensoleillement, présence ) Cuisine (cuisson) Mais réglé ET bloqué à 20 C Car un robinet thermostatique ouvert à fond se ferme à 27 C

49 Quels sont les matériels performants en chauffage l émission Optimisation des apports gratuits Système de régulation du chauffage sans fil. Régulation globale de la température de chaque pièce à partir d un point central avec programmation. (DANFOSS Link TM )

50 Quels sont les matériels performants en chauffage l émission Optimisation des apports gratuits Module CIC (Chauffage Individuel Centralisé) 20 C 20 C

51 Quels sont les matériels performants en chauffage Ce qu il faut retenir L isolation du bâti permet l utilisation de matériel performant : Chaudière à condensation avec brûleur modulant Pompe à chaleur Du fait de la diminution des besoins, les apports gratuits deviennent importants et doivent être gérés : Robinets thermostatiques bloqués Mise en place de module CIC (si distribution horizontale) Equilibrage des réseaux

52 Quels sont les nouveaux systèmes adaptés à la rénovation basse consommation

53 Quels sont les matériels performants en chauffage Les énergie renouvelables Chaudières bois à granulés Puissance < 150 kw Chaudières bois à plaquettes Puissance > 150 kw Indépendance énergétique Emission de CO2 nulle

54 Quels sont les matériels performants en chauffage Économies EP % chaudière standard Les nouveaux matériels 50 % 40 % Chaudière électrogène Pile PAC électrogène collective Pompe à Chaleur absorption Pompe à Chaleur moteur gaz 30 % 20 % 10 % 0 Mini-Cogénération Chaudière électrogène Stirling Chaudière condensation Chaudière basse température Chaudière standard

55 Quels sont les matériels performants en chauffage La cogénération Production combinée de chaleur et d électricité Gaz Fioul Huile Bois Solaire...

56 Quels sont les matériels performants en chauffage La cogénération Décentralisation de la production d électricité Economie d énergie primaire : environ 20%

57 Quels sont les matériels performants en chauffage La cogénération à moteur Stirling à moteur à piston à turbine à gaz 7 kw à 400 kw Fabricants : Budérus, Cogenco, Cogengreen, De Dietrich, Viessmann...

58 Quels sont les matériels performants en chauffage La PAC à absorption

59 Quels sont les matériels performants en chauffage La PAC à absorption 130% 170% Economie d énergie primaire : environ 30%

60 Quels sont les matériels performants en chauffage La PAC à absorption Puissance chaud : 35 kw Température sortie eau chaude : 65 C Rendement : 170 % sur énergie primaire Fluide : Ammoniac Possibilité de rafraîchissement (17kW) Energie : gaz naturel Technologie : Robur Distributeurs: France Air, De Dietrich, Bosch, ID THERM...

61 Quels sont les matériels performants en chauffage La PAC à moteur gaz

62 Quels sont les matériels performants en chauffage La PAC à moteur gaz Le moteur électrique est remplacé par un moteur thermique qui entraîne un compresseur Combustible : gaz COP de 1,4 - constant toute l année COP équivalent électrique : 4 Possibilité de rafraîchissement Chaleur du moteur récupérée pour l ECS Moteurs Nissan (Sanyo) et Toyota (Aisin) Distributeur :

63 Quels sont les matériels performants en chauffage La pile à combustible... bientôt

64 Quels sont les matériels performants en production d eau chaude sanitaire

65 Quels sont les matériels performants en production d ECS Rendement global d une production ECS Rendement de génération : Rg Rendement de stockage : Rs Rendement de distribution : Rd Rendement global = Rg x Rs x Rd

66 Quels sont les matériels performants en production d ECS 2 grandes familles Production individuelle Production collective 2 grands principes Production instantanée Production par accumulation

67 Quels sont les matériels performants en production d ECS la production Le stockage Instantané à accumulation

68 Quels sont les matériels performants en production d ECS la production Le stockage Instantané à accumulation

69 Quels sont les matériels performants en production d ECS la distribution La production collective nécessite un maintien en température de la distribution 2 techniques : Electrique Hydraulique

70 la distribution Le traçage électrique

71 la distribution Le bouclage hydraulique

72 Quels sont les matériels performants en production d ECS la distribution Pour élever 1 m 3 d eau de 10 C à 60 C il faut 58 kwh Pour maintenir ce m 3 à 60 C il faut... la même quantité d énergie Le rendement moyen de distribution est proche de 50% Il peut varier de 15% à 60%

73 Quels sont les matériels performants en production d ECS la distribution Ce qu il faut retenir La production individuelle, proche des points de puisage, est génératrice d économies d énergies. Dans les bâtiments à usage intermittent (logements de montagnes) éviter les distributions bouclées. Les bouclages hydrauliques doivent être équilibrés.

74 Quels sont les matériels performants en production d ECS L EAU CHAUDE SOLAIRE Permet de produire 30 à 50% des besoins énergétiques pour l ECS Pour l énergie complémentaire, toutes les solutions existent : Etc etc...

75 Quels sont les matériels performants en production d ECS CHAUFFE-EAU THERMODYNAMIQUE Sur VMC ou sur ambiance COP de 3,5 Volume de 250 à 300 litres

76 Quels sont les matériels performants en production d ECS Comparatif du prix de l ECS ECS COLLECTIVE ECS INDIVIDUELLE

77 Quels sont les matériels performants en production d ECS Comparatif du prix de l ECS Les avantages du cumulus électrique : Le moins consommateur d énergie (finale): 19 kwh/m² Très bon rendement de production Le moins producteur de CO2 : 0,8 kgco2/m² L un des moins cher : 1,6 TTC/m² 4,5 /m 3 Maitrise des consommations d eau Pas de légionnelle Permet de stocker la nuit l énergie des centrales thermiques ou nucléaires Energie grise faible Permet la variation de température des réseaux primaires pour le chauffage moins de pertes en lignes condensation possible Coût d installation faible Coût d entretien faible et facile

78 Quels sont les matériels performants en production d ECS Comparatif du prix de l ECS L inconvénient : 2,58

79 Quels sont les matériels performants en production d ECS Comparatif du prix de l ECS Soleil + électricité : un bon compromis.? ECS COLLECTIVE ECS INDIVIDUELLE

80 Quels sont les matériels performants dans le tertiaire

81 Quels sont les matériels performants dans le tertiaire Problématique : Apports gratuits très importants : Nombre d occupants plus important au m² Apport de 100 W par personne Apport de 200 W par ordinateur Eclairage artificiel + important Ventilation hygiénique (RSD et code du travail)

82 Quels sont les matériels performants dans le tertiaire Solutions : Se protéger du rayonnement solaire : Par priorité Orientation Masque (casquette, brise-soleil ) Stores extérieur, volets Stores intérieurs Eclairage à détection de présence ou gradation Utiliser les éléments peu consommateur d énergie (eau de nappe, courant d air )

83 Quels sont les matériels performants dans le tertiaire Les brises soleils Les stores

84 Quels sont les matériels performants dans le tertiaire Les techniques de ventilation : Différencier la ventilation des sanitaires (VMC) de la ventilation hygiénique. Utiliser la ventilation naturelle (ouverture des ouvrants, courant d air ) Limiter les CTA (centrale de traitement d air) au seul débit hygiénique. Double flux impératif. Moteur haut rendement à variation de vitesse.

85 Quels sont les matériels performants dans le tertiaire La ventilation naturelle La surventilation

86 Quels sont les matériels performants dans le tertiaire Les techniques de rafraîchissement : Surventiler quand la température extérieure le permet (freecooling) naturel ou mécanique Utiliser des émetteurs statiques : plancher rafraîchissant, poutres froides Utiliser l eau de nappe pour rafraîchir (14 à 16 C) Pompe à chaleur sur eau de nappe ou sondes géothermales (5 à 7 C).

87 Quels sont les matériels performants dans le tertiaire Les poutres froides

88 Quels sont les matériels performants dans le tertiaire Ce qu il faut retenir Dans le tertiaire la problématique est : Combattre les apports importants (internes et externes) Assurer un débit de ventilation hygiénique en fonction de l occupation. Pour cela utiliser au maximum les technologies n utilisant pas d énergie auxiliaire : Brise soleil et occultations solaires extérieures Courant d air Free-cooling Eau de nappe... Le double flux en tertiaire est impératif

89 Avez-vous des questions? Merci de votre attention!

90 Références bibliographiques Ventilation des bâtiments Réhabilitation dans l habitat collectif CSTB Août 2009 Réhabilitation ou mise en place de systèmes de ventilation performants dans le cadre de réhabilitation thermique d immeubles collectifs existants ADEME 12/08/02 Site internet de l Observatoire de la Qualité de l Air Intérieur (OQAI) ACTHYS VTI MVN ASTATO m.audier@valliance.eu.com DANFOSS : BUDERUS : COGENGREEN : DE DIETRICH : VIESSMANN : FRANCE AIR :

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