Nouvel algorithme de calcul des consommations conventionnelles des logements pour la réalisation des diagnostics de performance énergétique

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1 Nouvel algorithme de calcul des consommations conventionnelles des logements pour la réalisation des diagnostics de performance énergétique 1

2 SOMMAIRE 1 INTRODUCTION 6 2 LA METHODE CONVENTIONNELLE 6 3 EXPRESSION DU BESOIN DE CHAUFFAGE 7 4 CALCUL DES DEPERDITIONS DE L ENVELOPPE ENV Détermination du coefficient de réduction des déperditions b Calcul des U des parois opaques Calcul des Umur Schéma du calcul de Umur Calcul des Umur Calcul des Uplancher bas (Upb) Schéma du calcul de Upb Calcul des Upb Calcul des Uplancher haut (Uph) Schéma du calcul de Uph Calcul des Uph Calcul des U des parois vitrées et portes Caractérisation des fenêtres et des portes Détermination de la performance du vitrage U g Coefficients Uw des fenêtres/porte-fenêtres : Coefficients Ujn des fenêtres/porte-fenêtres : Coefficients U des portes : Calcul des déperditions par les ponts thermiques Plancher bas / mur Plancher intermédiaire / mur lourd Plancher haut / mur Refend / mur Menuiserie / mur Calcul des déperditions par renouvellement d air 34 5 DETERMINATION DES SOLLICITATIONS ENVIRONNEMENTALES Calcul de METEO Détermination des apports solaires 37 6 DETERMINATION DE L INERTIE Plancher haut lourd : 40 2

3 6.2 Plancher bas lourd : Paroi verticale lourde : 40 7 CALCUL DU FACTEUR D INTERMITTENCE INT 41 8 CALCUL DE LA CONSOMMATION DE CHAUFFAGE (CCH) Installation de chauffage sans chauffage solaire Installation de chauffage avec chauffage solaire Installation de chauffage avec insert ou poêle bois en appoint Installation de chauffage par insert, poêle bois (ou biomasse) avec un chauffage électrique dans la salle de bain Installation de chauffage avec en appoint un insert ou poêle bois et un chauffage électrique dans la salle de bain (différent du chauffage principal) Installation de chauffage avec chauffage solaire et insert ou poêle bois en appoint Installation de chauffage avec chaudière en relève de PAC Installation de chauffage avec chaudière en relève de PAC avec insert ou poêle bois en appoint Installation de chauffage collectif avec Base + appoint Cas général Convecteurs bi-jonction Installation de chauffage avec plusieurs systèmes différents indépendants et / ou plusieurs systèmes couplés différents indépendants 47 9 RENDEMENT DE DISTRIBUTION, D EMISSION ET DE REGULATION DE CHAUFFAGE Rendement d émission Rendement de distribution Rendement de régulation RENDEMENT DE GENERATION DES GENERATEURS AUTRES QU A COMBUSTION Rendement des générateurs à effet joule direct et des réseaux de chaleur COP des PAC installées COP des PAC neuves recommandées RENDEMENT DE GENERATION DES GENERATEURS A COMBUSTION Profil de charge des générateurs Profil de charge conventionnel 53 3

4 Présence de un ou plusieurs générateurs à combustion indépendants Cascade de deux générateurs à combustion Cascade avec priorité Cascade sans priorité (même contribution au taux de charge) Pertes au point de fonctionnement Chaudières basse température et condensation : Chaudières standard Générateurs d air chaud Radiateurs à gaz Chaudières bois Valeurs par défaut des caractéristiques des chaudières Chaudières gaz Chaudières fioul Puissances moyennes fournies et consommées Rendement conventionnel annuel moyen de génération de chauffage CALCUL DE LA CONSOMMATION D ECS Un seul système d ECS avec solaire Plusieurs systèmes d ECS (limité à 2 systèmes différents) RENDEMENT DE DISTRIBUTION DE L ECS Installation individuelle Installation collective RENDEMENT DE STOCKAGE DE L ECS Pertes de stockage des ballons d accumulation Pertes des ballons électriques Rendement de stockage CALCUL DU BESOIN D EAU CHAUDE SANITAIRE (BECS) Surface habitable <27m² Maison ou appartement Immeuble de N appartements Surface habitable >27m² Maison ou appartement Immeuble de N appartements RENDEMENT DE GENERATION D ECS 67 4

5 16.1 Générateurs à combustion Production d ECS seule par chaudière gaz, fioul ou chauffe-eau gaz Production mixte par chaudière gaz, fioul, bois Accumulateur gaz Chauffe bain au gaz à production instantanée Chauffe-eau thermodynamique à accumulation Réseau de chaleur CALCUL DES CONSOMMATIONS DE REFROIDISSEMENT EN MAISON CONSOMMATIONS DE REFROIDISSEMENT EN IMMEUBLE PRISE EN COMPTE DE LA PRODUCTION D ENERGIE TRAITEMENT DE CONFIGURATIONS PARTICULIERES Comptage sur les installations collectives Répartition des consommations de chauffage Répartition des consommations d ECS ANNEXES Fecs pour une maison avec Ecs solaire seule Fecs pour une maison avec chauffage et Ecs solaire Fecs pour une immeuble avec Ecs solaire seule 76 5

6 1 Introduction Afin d améliorer la qualité des diagnostics de performance énergétique, il s avère aujourd hui nécessaire d augmenter le spectre des données d entrée de la méthode de calcul. Dans la méthode actuelle de calcul des consommations conventionnelles des bâtiments, le nombre de données d entrée à renseigner se limite à environ une trentaine. L objectif est d augmenter ce nombre à une soixantaine en se concentrant sur les paramètres les plus pertinents. Ces paramètres ciblés sont ceux qui ont un impact notable sur le résultat final et étant à la portée effective des diagnostiqueurs. Aujourd hui, les données d entrée du calcul conventionnel sont relativement détaillées sur le paramètre isolation, mais sont limitées sur d autres paramètres influents comme l efficience des systèmes de chauffage, la ventilation, les apports solaires et lumineux, l orientation et les surfaces vitrées. Les bibliothèques de données qui alimentent la méthode de calcul sont également insuffisantes et doivent donc être complétées afin d élargir le panel d équipements ou de matériaux et ainsi affiner la précision de l évaluation de la consommation énergétique. 2 La méthode conventionnelle Le diagnostic de performance énergétique a pour principal objectif d informer sur la performance énergétique des bâtiments. Cette information communiquée doit ensuite permettre de comparer avec une relative objectivité les différents bâtiments entre eux. Si nous prenons le cas d une maison individuelle occupée par une famille de 3 personnes, la consommation de cette même maison ne sera pas la même si elle est occupée par une famille de 5 personnes. De plus, selon que l hiver aura été rigoureuse ou non, que la famille se chauffe, à 20 C ou 22 C, les consommations du même bâtiment peuvent fortement fluctuées. Il est dès lors nécessaire dans l établissement de ce diagnostic, de s affranchir du comportement des occupants, afin d avoir une information sur la qualité énergétique du bâtiment. C est la raison pour laquelle l établissement du diagnostic de performance énergétique se fait principalement par une méthode conventionnelle de calcul des consommations. La méthode conventionnelle de calcul des consommations des bâtiments, s appuie sur une utilisation standardisée du bâtiment pour des conditions climatiques moyennes du lieu. Les principaux critères caractérisant la méthode conventionnelle sont les suivants : En présence d un système de chauffage dans le bâtiment autre que les équipements de chauffage mobile et les cheminées à foyer ouvert, toute la surface habitable du logement est considérée chauffée en permanence pendant la période de chauffe. Les besoins de chauffage sont calculés sur la base de Degrés-heures moyens sur 30 ans par département. Les degrés-heures sont égaux à la somme, pour toutes les heures de la saison de chauffage pendant laquelle la température extérieure est inférieure à 18 C, de la différence entre 18 C et la température extérieure. Ils prennent en compte une inoccupation d une semaine par an pendant la période de chauffe ainsi qu un réduit des températures de 16 C pendant la nuit de 22h à 6h. Aux 18 C assurés par l installation de chauffage, les apports internes (occupation, équipements électriques, éclairage ) sont pris en compte à travers une contribution forfaitaire de 1 C permettant ainsi d atteindre la consigne de 19 C. 6

7 Le besoin d eau chaude sanitaire est forfaitisé selon la surface habitable du bâtiment et le département. Ces caractéristiques du calcul conventionnel peuvent être responsables de différences importantes entre les consommations réelles facturées et celles calculées dans le diagnostic de performance énergétique. En effet, tout écart entre les hypothèses du calcul conventionnel ci-dessus et le scénario réel d utilisation du bâtiment entraine des différences au niveau des consommations. De plus, certaines caractéristiques impactant les consommations du bâtiment sont connues que de façon limitée (par exemple : les rendements des chaudières qui dépendent de leur dimensionnement et de leur entretien, la qualité de mise en œuvre du bâtiment, le renouvellement d air du à la ventilation ). Dans la suite, les données d entrée du calcul sont classées en données d entrée principales et secondaires. Les données d entrée principales sont les données de base du calcul. Les données d entrée secondaires sont des données d interface qui permettent de déterminer les données d entrée principales à partir des informations recueillies sur le terrain. 3 Expression du besoin de chauffage Données d entrée : Surface habitable du lot : SH (m²) Année de construction du bâtiment Bch= SH.ENV.METEO.INT Bch est le besoin de chauffage (kwh PCI) SH : Surface habitable du logement (m²) ENV : Déperdition thermiques par l enveloppe et la ventilation (W/K.m3) INT : Facteur d intermittence 7

8 4 Calcul des déperditions de l enveloppe ENV Données d entrée : Coefficient de transmission thermique : U (W/m².K) ; Surface des parois i (murs, plafonds, planchers, baies, portes) : Si (m²) ; Hauteur moyenne sous plafond : HSP (m) Coefficient de réduction des déperditions : b (sans dimension) ; Numéro du département : (sans dimension) ; Altitude du site : (m) ; Inertie du logement : (sans dimension) ; Longueur des ponts thermiques : l (m) ; Coefficient de transmission linéique : k (W/m.K) ; Déperditions par renouvellement d air : ara (W/m3.K) ; Surface sud équivalente : Sse (m²) Coefficient d intermittence : INT (sans dimension) ENV DPmurs DPplafonds DPplanchers DPfenêtres 2.5. Sh DPportes PT a RA DP murs =b1 x S murs1 x U murs1 + b2 x S murs2 x U murs2 + b3 x S murs3 x U murs3 DP plafond = b1 x S plafond1 x U plafond1 + b2 x S plafond2 x U plafond2 + b3 x S plafondt3 x U plafond3 DP plancher = b1 x S plancher 1 x U plancher 1 + b2 x S plancher 2 x U plancher 2 + b3 x S plancher 3 x U plancher 3 DP baies = b1 x S baies1 x U baies1 + b2 x S baies2 x U baies2 + b3 x S baies3 x U baies3 DP portes = b1 x S portes1 x U portes1 + b2 x S portes2 x U portes2 + b3 x S portes3 x U portes3 Avec : DP i : Déperdition par la paroi i (W/K) S i : Surface de la paroi déperditive i (m²) U i : Coefficient de transmission thermique de la paroi i (W/m².K) bi : Coefficient de réduction des déperditions pour la paroi i. Pour une paroi enterrée ou donnant sur l extérieur, b=1. Pour un plancher sur vide sanitaire, b=0.8. Dans l équation des déperditions, les baies sont les fenêtres et/ou les portes fenêtres. 8

9 4.1 Détermination du coefficient de réduction des déperditions b Données d entrée : Surface des parois séparant l espace habitable des locaux non chauffés : A iu (m²) Surface des parois séparant le local non chauffé de l extérieur, du sol, ou d un autre local non chauffé : A ue (m²) Type de local non chauffé (garage, comble, circulation, ) Des valeurs par défaut sont données dans les tableaux suivants et ceci en fonction du rapport des surfaces A iu /A ue et du coefficient surfacique équivalent U V,ue. Dans les tableaux suivants: la surface A ue des vérandas non chauffées doit être considérée comme non isolée. lnc désigne un local non chauffé lc désigne le local chauffé La surface A ue intègre toutes les parois du local non chauffé qui donnent sur l extérieur, un autre local non chauffé ou qui sont enterrées. Les parois du local non chauffé sont considérées comme isolées si plus de 50% de leur surface est isolée. La surface A iu est celle des parois séparant le local chauffé du local non chauffé. Dans la suite, les parois enterrées, donnant sur l extérieur ou sur un local non chauffé sont dites isolées si elles le sont à plus de 50%. Les parois en double vitrage seront considérées comme non isolées pour le calcul de b. Si les parois donnant sur l extérieur du local non chauffé ne sont pas isolées 9

10 Si les parois donnant sur l extérieur du local non chauffé sont isolées Combles fortement ventilés : Combles couverts en tuiles ou autres éléments de couverture discontinus, sans support continu. Combles faiblement ventilés : Combles couverts avec éléments de couverture continus, ou avec éléments de support discontinus sur support continu. Les parois donnant sur un bâtiment tertiaire sont considérées comme non déperditives. Dans le cas de locaux non chauffés non accessibles, une estimation des surfaces A iu et A ue peut être réalisée. Elle devra être signifiée et justifiée dans le rapport. 10

11 4.2 Calcul des U des parois opaques Données d entrée : Mur Type de matériau (béton, pierre, inconnu ) Etat d isolation (isolé, non isolé, inconnu) Niveau d isolation (épaisseur, résistance, année d isolation, année de construction) Type de chauffage (effet joule, autres) Plancher bas Type de plancher bas (Terre plein, vide sanitaire, ) Configuration de plancher (poutrelles hourdis, dalle béton.) Etat d isolation (isolé, non isolé, inconnu) Niveau d isolation (épaisseur, résistance, année d isolation, année de construction) Type de chauffage (effet joule, autres) Surface de plancher sur terre plein Périmètre de plancher sur terre plein Plancher haut Type de plancher haut (Terrasse, combles perdus, ) Configuration de plancher (poutrelles hourdis, dalle béton.) Etat d isolation (isolé, non isolé, inconnu) Niveau d isolation (épaisseur, résistance, année d isolation, année de construction) Type de chauffage (effet joule, autres) 11

12 4.2.1 Calcul des Umur Schéma du calcul de Umur Umur Saisir Umur Oui Connu? Non Type de mur connu? Oui Non Umur0=2 Umur0 Oui Isolé? Inconnu Umur= Oui oui Isolé? inconnu Non Umur=2 Umur= Rconnue? Non e = 0 Non e connue? Non Oui Oui U mur 1 U mur0 1 Risolant U mur 1 U mur0 1 e 0.04 Année d isolation connue? Non Oui 12

13 Calcul des Umur0 Umur0 est le coefficient de transmission thermique du mur non isolé (W/m².K). Murs en pierre de taille et moellons (granit, gneiss, porphyres, pierres calcaires, grès, meulières, schistes, pierres volcaniques) Epaisseur (en cm) 20 et Murs constitués d un seul matériaux/inconnu Murs avec remplissage tout venant Epaisseur connue (en cm) Murs en pisé ou béton de terre stabilisé (à partir d argile crue) 40 et Epaisseur connue (en cm) Murs en pans de bois 8 et Avec remplissage tout venant 1.7 Epaisseur connue (en cm) Murs bois (rondins) 10 et Epaisseur connue (en cm) Murs en briques pleines simples 9 et Epaisseur connue (en cm) Murs en briques pleines doubles avec lame d air 20 et Murs en briques Epaisseur connue (en cm) 13

14 creuses 15 et Epaisseur connue Murs en blocs de béton pleins 20 et Epaisseur connue (en cm) Murs en blocs de béton creux 20 et Epaisseur connue (en cm) 20 et Murs en béton banché Murs en béton de mâchefer Epaisseur connue (en cm) Monomur terre cuite Epaisseur connue (en cm) Béton cellulaire , ,5 37, Cloison de plâtre Umur0=2.5m².K/W Umur=Min(Umur ; 2) 14

15 4.2.2 Calcul des Uplancher bas (Upb) Schéma du calcul de Upb Si le plancher donne sur vide sanitaire ou local non chauffé : Upb Saisir Upb Oui Connu? Non Type de plancher connu? Oui Non Upb0=2 Upb0 Oui Isolé? Inconnu Upb= Oui oui Isolé? inconnu Non Upb=2 Upb= Rconnue? Non e = 0 Non e connue? Non Oui Oui U pb 1 U pb0 1 Risolant U pb 1 U pb0 1 e Année d isolation connue? Non Oui 15

16 Si le plancher donne sur terre-plein : Bâtiment d avant S/P (m) Upb (W/m².K) Bâtiments à partir de S/P (m) Upb (W/m².K) Avec : P le périmètre du plancher sur terre plein (m) S la surface du plancher sur terre plein (m²) 2S/P est arrondi à l entier le plus proche. 16

17 Calcul des Upb0 Upb0 est le coefficient de transmission thermique du plancher bas non isolé (W/m².K). Upb0=1.45W/m². K Upb0=1.45W/m². K Upb0=0.8W/m².K Upb0=1.1W/m².K Upb0=1.6W/m².K Upb0=1.1W/m².K Upb0=1.75W/m². K Upb0=2W/m².K Upb0=1.6W/m².K Upb0=2W/m².K Plancher à entrevous isolant Upb0=0.45W/m².K Upb=Min(Upb ; 2) 17

18 4.2.3 Calcul des Uplancher haut (Uph) Schéma du calcul de Uph Uph Saisir Uph Oui Connu? Non Type de plafond connu? Oui Non Uph0=2.5 Uph0 Oui Isolé? Inconnu Uph= Oui oui Isolé? inconnu Non Uph=2.5 Rconnue? Non e = 0 Uph= Non e connue? Non Oui Oui U ph 1 U ph0 1 Risolant U ph 1 U ph0 1 e 0.04 Année d isolation connue? Non Oui 18

19 Calcul des Uph0 Uph0 est le coefficient de transmission thermique du plancher haut non isolé (W/m².K). Combles aménagés sous rampant : Uph0=2.5W/m².K Toiture en chaume : Uph0=0.24W/m².K Plafond en plaque de plâtre : Uph0=2.5W/m².K Uph=Min(Uph ; 2) Pour les murs, plafonds, planchers non répertoriés, saisir directement les coefficients de transmission thermique les données des règles TH-U peuvent être utilisées. 19

20 4.3 Calcul des U des parois vitrées et portes Données d entrée : Parois vitrées Inclinaison des parois (verticales, horizontales) Type de vitrage (simple vitrage, double vitrage, survitrage ) Niveau d isolation (épaisseur lame d air, isolation renforcée, remplissage gaz rare, ) Nature de menuiserie (bois, PVC, métal ) Type de menuiserie (battante, coulissante) Type de baie (fenêtre, porte-fenêtre sans soubassement, porte-fenêtre avec soubassement) Type de volets (jalousie, volet roulant ) Porte Type de porte (opaque pleine, avec 30% de vitrage ) Type de menuiserie (bois, PVC, ) Caractérisation des fenêtres et des portes Définition de l inclinaison des fenêtres pour le calcul des U : Paroi verticale= angle par rapport à l horizontal 75 Paroi horizontale= angle par rapport à l horizontal < 75 Le coefficient U des fenêtres est connu : Saisir Ufenêtre Si Ufenêtre est inconnu alors suivre la démarche suivante : Détermination de Ug à partir du type de vitrage Détermination de Uw à partir de Ug, du type de paroi vitrée et de la menuiserie Détermination de Ujn à partir de Uw, et du type de fermeture Avec : Si présence de protections solaires Ufenêtre= 0.85 x Ujn* Sinon : Ufenêtre= 0.85 x Uw* Ug : Coefficient de transmission thermique du vitrage Uw : Coefficient de transmission thermique de la fenêtre ou de la porte fenêtre (vitrage + menuiserie) 20

21 Ujn : Coefficient de transmission thermique de la fenêtre ou de la porte fenêtre avec les protections solaires (vitrage + menuiserie + volet) Détermination de la performance du vitrage U g Simple vitrage et survitrage Pour un simple vitrage, quelle que soit l épaisseur du verre, prendre : U g =5.8 W/(m².K) pour un vitrage vertical U g =6.9 W/(m².K) pour un vitrage horizontal Le U g d un survitrage est déterminé en apportant, une majoration de 0.1W/(m².K) au U g du double vitrage rempli à l air sec ayant la même épaisseur de lame d air. Double vitrage vertical Remplissage air sec Remplissage Argon ou Krypton Double vitrage horizontal Remplissage air sec Remplissage Argon ou Krypton 21

22 Triple vitrage vertical Remplissage air sec Remplissage Argon ou Krypton Triple vitrage horizontal Remplissage air sec Remplissage Argon ou Krypton Attention : Si un triple vitrage a des épaisseurs de lame d air différentes, considérer que c est un triple vitrage dont l épaisseur de chaque lame d air est la moitié de l épaisseur totale des deux lames d air. Exemple pour un triple vitrage 4/10/4/12/4 considérer que c est équivalent à un 4/10/4/10/4. 22

23 Coefficients Uw des fenêtres/porte-fenêtres : Les baies sans ouverture possible (ni battantes ni coulissantes) seront traitées comme battantes dans toute la suite. Menuiserie métallique à rupture de pont thermique 23

24 Menuiserie métallique sans rupture de pont thermique 24

25 Menuiserie PVC 25

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28 Menuiserie bois ou bois métal Dans tous les calculs, les menuiseries mixtes bois métal prendront les caractéristiques du bois. 28

29 Traitement des doubles fenêtres 1 Uw = 1 Uw1 + 1 Uw Uw1 et Uw1 sont respectivement le coefficient de transmission thermique des fenêtres 1 et 2 (W/m².K) Coefficients Ujn des fenêtres/porte-fenêtres : La présence de volets aux fenêtres et porte-fenêtres leur apporte un supplément d isolation avec une résistance additionnelle ΔR. 29

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31 Coefficients U des portes : Le coefficient U des portes est connu : Uporte à saisir Sinon, Uporte = : Nature de la menuiserie Type de porte Uporte Portes simples en bois ou PVC Porte simple en métal Toute menuiserie Porte opaque pleine 3.5 Porte avec moins de 30% de vitrage simple 4 Porte avec 30-60% de vitrage simple 4.5 Porte avec double vitrage 3.3 Porte opaque pleine 5.8 Porte avec vitrage simple 5.8 Porte avec moins de 30% de double vitrage 5.5 Porte avec 30-60% de double vitrage 4.8 Porte opaque pleine isolée 2 Porte précédée d un SAS 1.5 Attention : une porte vitrée avec plus de 60% de vitrage est considérée comme une porte-fenêtre avec soubassement. 4.4 Calcul des déperditions par les ponts thermiques Données d entrée : Type d isolation (ITI, ITE, ITR) Nombre de niveaux Nombre d appartements Retour d isolation autour des menuiseries (avec ou sans) Position des menuiseries (nu extérieur, nu intérieur, tunnel) Largeur des dormants PT i, j k. pb_ i / m_ j l pb_ i / m_ j k pi_ i / m_ j. l pi_ i / m_ j krf / m_ i. lrf / m_ i k ph_ i / m_ j. l ph_ i / m_ j kmen / m_ i. lmen _ i i, j i i, j i Avec : l pb_i/m_j : longueur du pont thermique plancher bas i mur j l pi_i/m_j : longueur du pont thermique plancher intermédiaire i mur j l ph_i/m_j : longueur du pont thermique plancher haut i mur j l rf/m_i : longueur du pont thermique refend mur. En immeuble collectif d habitation, l rf /m = 2. hsp. N niv avec hsp : hauteur moyenne sous plafond, N le nombre d appartements et niv le nombre de niveaux dans le bâtiment. l men_i/m_j : longueur du pont thermique menuiserie i mur j ITI, ITE, ITR respectivement isolation thermique intérieure, extérieure et répartie. 31

32 4.4.1 Plancher bas / mur k pb_i/m_j : Valeur du pont thermique de la liaison Plancher bas i/mur j Plancher Bas k pb_i/m_j Non Isolé ITI ITE Non Isolé 0,39 0,47 0,80 Mur ITI 0,31 0,08 0,71 extérieur ITE 0,49 0,48 0,64 ITR 0,35 0,1 0,45 Pour un plancher bas, ITI correspond à une isolation en sous chape et ITE à une isolation en sous face Plancher intermédiaire / mur lourd k pi_i/m_j : Valeur du pont thermique de la liaison Plancher intermédiaire i/mur j k pi_i/m_j Non Isolé 0,86 Mur ITI 0,92 extérieur ITE 0,13 ITR 0.24 On entend par mur lourd ici, les murs constitués d un matériau lourd (béton, brique, ) Plancher haut / mur k ph_i/m_j : Valeur du pont thermique de la liaison Plancher haut i/mur j o Terrasse ou plancher haut lourd k ph_i/m_j Mur extérieur Plancher Haut Non Isolé ITI ITE Non Isolé 0,3 0,83 0,4 ITI 0,27 0,75 0,07 ITE 0,55 0,76 0,58 ITR 0,4 0,3 0,48 o Rampant ou plancher haut léger Plancher Haut k ph_i/m_j Non Isolé ITI ITE Non Isolé ,1 Mur ITI extérieur ITE 0 0,1 0,1 ITR 0,1 0,1 0,1 On entend par mur lourd ici les murs constitué d un matériau lourd (béton, brique, ) Pour un plancher haut, ITI correspond à une isolation sous plancher haut et ITE à une isolation sur plancher haut. 32

33 4.4.4 Refend / mur k rf/m_i : Valeur du pont thermique de la liaison Refend/Mur i Mur extérieur k rf/m_i Non Isolé 0,73 ITI 0,82 ITE 0,13 ITR 0, Menuiserie / mur k men/m_i : Valeur du pont thermique de la liaison Menuiserie/Mur i On entend par menuiserie, les fenêtres, portes ou portes-fenêtres. Mur extérieur Menuiserie k men/m_i Au nu extérieur En tunnel Au nu intérieur Lp=5 Lp=10 Lp=5 Lp=10 Lp=5 Lp=10 Non Isolé ITI avec retour d isolant ITI sans retour d isolant ITE avec retour d isolant ITE sans retour d isolant ITR 0.2 Lp est la largeur approximative du dormant de la menuiserie (cm). Le pont thermique au niveau des seuils de porte ne sont pas pris en compte. 33

34 4.5 Calcul des déperditions par renouvellement d air Données d entrée : Menuiseries avec ou sans joint Cheminée avec ou sans trappe a RA (W/m 3.K) (maison individuelle, appartement, immeuble collectif d habitation) Menuiseries sans joint et cheminée sans trappe Menuiseries sans joint ou cheminée sans trappe Autres cas VMC SF Auto réglable avant 82 0,23 0,23 0,23 VMC SF Auto réglable après 82 0,20 0,20 0,20 VMC SF Hygro A 0,17 0,16 0,15 VMC SF Hygro B 0,15 0,14 0,14 VMC SF Hygro Gaz 0,18 0,17 0,17 VMC DF sans échangeur 0,26 0,23 0,23 VMC DF avec échangeur (60%) 0,10 0,10 0,10 Ouverture des fenêtres 0,21 0,20 0,19 Entrées d'air hautes et basses 0,26 0,26 0,26 Naturelle par conduit 0,26 0,26 0,26 Hybride 0,25 0,25 0,25 Mécanique sur conduit existant 0,24 0,23 0,23 Puits canadien ou provençal 0,15 0,14 0,14 En présence de menuiseries avec et sans joint, il sera pris le type ayant la surface majoritaire pour caractériser la ventilation du bâtiment. En maison ou appartement, si une cheminée n a pas de trappe, toutes les cheminées sont considérées sans trappe. En immeuble collectif, les cheminées seront considérées avec trappe si plus de la moitié ont des trappes. 34

35 5 Détermination des sollicitations environnementales 5.1 Calcul de METEO Nref (h) Dhref Pref (W/m²) C3 (h/m) C4 (h/km) Zone été Zone Hiver Hx T ext de base E (kwh/m²) cl alt m 01 - Ain ,5 - Ec Aisne Ea Allier ,5 - Ec Alpes de Haute Provence ,5 - Ed Hautes Alpes ,5 - Ed Alpes Maritimes ,8 5 Ed Ardèche ,5 - Ed Ardennes Eb Ariège ,5 - Ec Aube Eb Aude ,8 5 Ed Aveyron ,5 - Ec Bouches du Rhône ,8 5 Ed Calvados Ea Cantal ,5 - Ec Charente Ec Charente Maritime Ec Cher Eb Corrèze ,5 - Ec A - Corse du Sud ,8 5 Ed B - Haute Corse ,8 5 Ed Côte d'or ,5 - Ec Côtes d'armor Ea Creuse ,5 - Ec Dordogne Ec Doubs ,5 - Ec Drôme ,5 - Ed Eure Ea Eure et Loir Eb Finistère Ea Gard ,8 5 Ed Haute Garonne ,5 - Ec Gers Ec Gironde Ec Hérault ,8 5 Ed Ile et Vilaine Ea Indre Eb Indre et Loire Eb Isère ,5 - Ec Jura ,5 - Ec Landes Ec Loir et Cher Eb Loire ,5 - Ec Haute Loire ,5 - Ec Loire Atlantique EB Loiret Eb Lot ,5 - Ec Lot et Garonne Ec Lozère ,5 - Ed Maine et Loire Eb

36 50 - Manche Ea Marne Eb Haute Marne ,5 - Eb Mayenne Eb Meurthe et Moselle Eb Meuse Eb Morbihan Ea Moselle Eb Nièvre ,5 - Eb Nord Ea Oise Ea Orne Ea Pas de Calais Ea Puy de Dôme ,5 - Ec Pyrénées Atlantiques ,8 5 Ec Hautes Pyrénées ,5 - Ec Pyrénées Orientales ,8 5 Ed Bas Rhin ,5 - Eb Haut Rhin ,5 - Eb Rhône ,5 - Ec Haute Saône ,5 - Eb Saône et Loire ,5 - Ec Sarthe Eb Savoie ,5 - Ec Haute Savoie ,5 - Ec Paris Eb Seine Maritime Ea Seine et Marne Eb Yvelines Eb Deux Sèvres Eb Somme Ea Tarn ,5 - Ec Tarn et Garonne Ec Var ,8 5 Ed Vaucluse ,5 - Ed Vendée Eb Vienne Eb Haute Vienne ,5 - Ec Vosges ,5 - Eb Yonne Eb Territoire de Belfort ,5 - Eb Essonne Eb Hauts de Seine Eb Seine Saint Denis Eb Val de Marne Eb Val d'oise Eb

37 METEO = CLIMAT x COMPL CLIMAT = DHcor / 1000 DHcor= Dhref + ((Nref / C2)+5) x dn Si C4 = - ; C2=340 sinon C2=400 dn = C3 x altitude (m) COMPL = 2,5 x 1 1 X X X Si le bâtiment a une inertie lourde : α=3.6 Si le bâtiment n est pas n est pas à inertie lourde : α= Détermination des apports solaires Données d entrée : Inclinaison des parois vitrées (verticale, pente, horizontale) Orientation des parois (Nord, Sud, Est, Ouest) Position des baies en flanc de loggias Position des baies en fond de loggias et de balcons La prise en compte des apports solaires exige à minima une saisie par façade des fenêtres du bâtiment. Calcul de la surface Sud équivalente S se = i A i. w i. f i. C 1_i 37

38 S se est la surface Sud équivalente d un logement. Elle est égale à la somme des surfaces transparentes Sud équivalentes de chacune de ses parois vitrées i (m²). A i : Surface de la paroi i (m²) w i : Proportion d énergie solaire incidente qui pénètre dans le logement par la paroi i f i : Facteur d ensoleillement au niveau de la paroi i (dépend des éventuels masques) C 1_i : Coefficient d orientation et d inclinaison pour la paroi i. Détermination de f pour les flancs de loggias 38

39 Configuration du masque Position de la baie Façade Sud flanc quelconque 0,5 Façade Est ou Ouest baie orienté Sud 0,32 Façade Est ou Ouest baie orienté Nord 0,22 Façade Nord flanc quelconque 0,07 f Détermination de f pour les fonds de loggias et les balcons Configuration du masque Position de la baie Façade Sud 0,33 Façade Est ou Ouest 0,28 Façade Nord 0,23 f Sinon prendre f=1 E = Pref x Nref / 1000 (selon méthode DEL2), par département Ensoleillement sur(kwh/m²) 39

40 Zone climatique : les localités situées à plus de 800m d altitude sont en zone H1 lorsque leur département est indiqué comme étant en zone H2 et en zone H2 lorsque leur département est indiqué comme étant en zone H3. Conventionnellement, les orientations Nord, Sud, Est et Ouest correspondent aux secteurs situés de part et d autre de ces orientations dans un angle de 45. Pour respectivement le Nord et le Sud, les orientations incluent les limites Nord- Est Nord-Ouest et Sud-Est, Sud Ouest. 6 Détermination de l inertie 6.1 Plancher haut lourd : plancher sous toiture (terrasse, combles perdus, rampant lourd) non isolé ou isolé par l extérieur et sans faux plafond (**) et constitué de : o béton plein de plus de 8 cm, o de poutrelles et hourdis béton ou terre cuite sous-face de plancher intermédiaire sans isolant et sans faux plafond (**) constitué de : o béton plein de plus de 15 cm o de poutrelles et hourdis béton ou terre cuite (**) Ne sont considérés que les faux plafonds possédant une lame d air non ventilée ou faiblement ventilée (moins de mm2 d ouverture par m2 de surface), couvrant plus de la moitié de la surface du plafond du niveau considéré. 6.2 Plancher bas lourd : face supérieure de plancher intermédiaire avec un revêtement non isolant : o béton plein de plus de 15 cm sans isolant, o chape ou dalle de béton de 4 cm ou plus sur entrevous lourds (béton, terre cuite), sur béton cellulaire armé ou sur dalles alvéolées en béton. plancher bas non isolé ou avec un isolant thermique en sous-face et un revêtement non isolant : o béton plein de plus de 10 cm d épaisseur. o chape ou dalle de béton de 4 cm ou plus sur entrevous lourds (béton, terre cuite), sur béton cellulaire arme ou sur dalles alvéolées en béton o dalle de béton de 5 cm ou plus sur entrevous en matériau isolant. o Autres planchers dans un matériau lourd (pierre, brique ancienne, terre ) et sans revêtement isolant. 6.3 Paroi verticale lourde : Une paroi verticale est dite lourde si elle remplit l une ou l autre des conditions suivantes : lorsque les murs de façade et pignon sont non isolés ou isolés par l extérieur avec en matériau constitutif : o béton plein (banche, bloc, préfabriqué) de 7 cm ou plus, o bloc agglo béton 11 cm ou plus o bloc perforé en béton (ou autres matériaux lourds) 10 cm ou plus, o bloc creux béton 11 cm ou plus, o brique pleine ou perforée 10,5 cm ou plus o tout matériaux anciens lourd (pierre, brique ancienne, terre, pisée ) 40

41 Dans ce cas les parois verticales seront dites lourdes lorsque la majorité (du point de vue des surfaces) d entres elles seront lourdes. murs extérieurs à isolation répartie de 30 cm minimum, avec un cloisonnement réalisé en bloc de béton, en brique plâtrière enduite ou en carreau de plâtre de 5 cm minimum ou en béton cellulaire de 7 cm minimum. Environ les trois quarts (en surface) des doublages intérieurs des murs extérieurs et des murs de cloisonnements (parois intérieures), font 5 cm minimum et sont réalisés en bloc de béton, brique enduite ou carreau de plâtre. lorsque la taille moyenne des locaux est inférieure à 30 m 2 : o Environ les trois quarts des murs de cloisonnement intérieur lourds, réalisés en : béton plein de 7 cm minimum, bloc de béton creux ou perforé (ou autres matériaux lourds) de 10 cm minimum, brique pleine ou perforée de 10,5 cm minimum, autre brique de 15 cm minimum avec un enduit plâtre sur chaque face. Plancher bas Plancher haut Paroi verticale Classe d'inertie lourd lourd lourde très lourde - lourd lourde lourde lourd - lourde lourde lourd lourd - lourde - - lourde moyenne - lourd - moyenne lourd - - moyenne légère En présence de plusieurs types de murs, planchers hauts ou de planchers bas, l inertie de la paroi à considérer dans le tableau ci-dessus, sera donnée par le type de surface majoritaire. 7 Calcul du facteur d intermittence INT Le facteur d intermittence traduit les baisses temporaires de température, lors de ralenti nuit ou en l absence des occupants. Données d entrée : Type de bâtiment Type de chauffage (divisé, central) Type de régulation (par pièce ou pas) Equipement d intermittence (absent, central sans minimum de température ) Type d émetteur (air soufflé, convecteurs, ) Présence d un comptage G = ENV/CORH Io INT 1 0.1( G 1) CORH=HSP/2.5 41

42 HSP est la hauteur moyenne sous plafond. En présence de plusieurs surfaces habitables, avec des hauteurs sous plafond différentes, une pondération est faite par les surfaces habitables affectées à chaque hauteur sous plafond. Dans la prise en compte de l intermittence, en maison individuelle comme en immeuble collectif, c est le système principal couvrant la plus importante surface habitable qui est considéré. Une maison individuelle branchée sur un réseau collectif de fourniture d énergie pour le chauffage sera traitée comme une maison individuelle avec un chauffage individuel central. En immeuble collectif, le chauffage mixte, c'est-à-dire dont une partie est facturée collectivement et une autre individuellement, est traité au niveau de l intermittence comme un système collectif avec comptage individuel. L équipement d intermittence peut être : En chauffage individuel 42

43 o o Absent : pas d équipement permettant de programmer des réduits de température. Central sans minimum de température : équipements permettant une programmation seulement de la fonction marche arrêt et donc ne garantissant pas un minimum de température. o Centrale avec un minimum de température : équipement pouvant assurer : Centralement un ralenti ou un abaissement de température fixe, non modifiable par l occupant, ainsi que la fonction hors gel Centralement, un ralenti ou un abaissement de température au choix de l occupant o Pièce par pièce avec minimum de température : équipement permettant d obtenir par pièce un ralenti ou un abaissement de température fixe, non modifiable par l occupant En chauffage collectif o Absent : pas de réduit de nuit o Central collectif : possibilité de ralenti de nuit Un système de chauffage divisé est un système pour lequel la génération et l émission sont confondues. C est le cas des convecteurs électriques, planchers chauffants électriques Un système de chauffage central comporte un générateur central, individuel ou collectif et une distribution par fluide chauffant : air ou eau. 43

44 8 Calcul de la consommation de chauffage (Cch) Données d entrée : Rendement de génération : Rg (sans dimension) Coefficient de performance des pompes à chaleur : COP (sans dimension) Rendement d émission : Re (sans dimension) ; Rendement de distribution : Rd (sans dimension) ; Rendement de régulation : Rr (sans dimension) ; Programmation : Pg (sans dimension) ; Type d installation de chauffage : avec ou sans solaire ; base + appoint Puissance nominale de tous les générateurs : Pn (W) Cch = Bch Ich (kwh PCI) Si le chauffage est assuré par une chaudière individuelle positionnée en volume chauffé une partie Pr(kWh/m²) des pertes du système de chauffage sera récupérée. Dans ce cas : Cch = Bch Ich Pr SH (kwh PCI) Avec : Cch : Consommation de chauffage (kwh PCI) Ich = Pg 1 Rg Re Rd Rr Si programmateur Pg=0.97, sinon Pg=1 Rg ; Re ; Rd et Rr sont respectivement le rendement conventionnel du générateur ou le coefficient de performance des pompes à chaleur (COP), le rendement d émission, le rendement de distribution et le rendement de régulation. Les pertes récupérées par mètre carrée sont : Zone climatique H1 H2 H3 Pertes récupérées Pr (kwh/m²) 3,6 3,4 2,9 8.1 Installation de chauffage sans chauffage solaire Cch= Bch*Ich 44

45 8.2 Installation de chauffage avec chauffage solaire Cch1 = Bch*(1-Fch)*Ich Cch2 = Bch*Fch*Ich Fch: Facteur de couverture solaire pour le chauffage (voir annexes) Cch1: Consommation de chauffage liée au système principal de chauffage (kwh PCI) Cch2 : Consommation de chauffage solaire (kwh PCI) 8.3 Installation de chauffage avec insert ou poêle bois en appoint Configuration correspondant à un à un insert ou poêle en appoint dans le logement en plus d un système principal chauffant tout le logement. Cch1 = 0.75*Bch*Ich1 Cch2 = 0.25*Bch*Ich2 Cch1: Consommation de chauffage liée au système principal de chauffage (kwh PCI) Cch2: Consommation de chauffage liée à l insert ou au poêle (kwh PCI) 8.4 Installation de chauffage par insert, poêle bois (ou biomasse) avec un chauffage électrique dans la salle de bain Cch1 = 0.9*Bch*Ich1 Cch1: Consommation de chauffage liée au poêle bois (kwh PCI) Cch2 = 0.1*Bch*Ich2 Cch2: Consommation de chauffage liée au chauffage électrique de la salle de bain (kwh PCI) 8.5 Installation de chauffage avec en appoint un insert ou poêle bois et un chauffage électrique dans la salle de bain (différent du chauffage principal) Cch1 =0.75*0.9*Bch*Ich1 Cch2 = 0.25*0.9*Bch*Ich2 Cch3 = 0.1*Bch*Ich3 Cch1: Consommation de chauffage liée au système principal de chauffage (kwh PCI) Cch2: Consommation de chauffage liée à l insert ou au poêle (kwh PCI) Cch3: Consommation de chauffage liée au chauffage électrique de la salle de bain (kwh PCI) 45

46 8.6 Installation de chauffage avec chauffage solaire et insert ou poêle bois en appoint Cch1 = 0.75*Bch*(1-Fch)*Ich1 Cch3 = Bch*Fch*(0.75*Ich1+0.25*Ich2) Cch2 = 0.25*Bch*(1-Fch)*Ich2 Cch1: Consommation de chauffage liée au système principal de chauffage (kwh PCI) Cch2: Consommation de chauffage liée à l insert ou au poêle (kwh PCI) Cch3 : Consommation de chauffage liée à l installation solaire (kwh PCI) 8.7 Installation de chauffage avec chaudière en relève de PAC Cch1 = 0.8*Bch*Ich1 Cch2 = 0.2*Bch*Ich2 Cch1 et Cch2 sont respectivement les consommations de chauffage de la PAC et de la chaudière (kwh PCI) 8.8 Installation de chauffage avec chaudière en relève de PAC avec insert ou poêle bois en appoint Cch1 = 0.8*0.75*Bch*Ich1 Cch2 = 0.2*0.75*Bch*Ich2 Cch3 = 0.25*Bch* Ich3 Cch1 et Cch2 sont respectivement les consommations de chauffage de la PAC et de la chaudière (kwh PCI). Cch3 Consommation de chauffage de l insert ou du poêle en appoint (kwh PCI) 8.9 Installation de chauffage collectif avec Base + appoint Cas général Par hypothèse, la base fonctionne en permanence tant que la température extérieure reste supérieure à 14 C cette température extérieure correspond à un besoin nul. La base fonctionne seule tant que la température extérieure reste supérieure à une température de dimensionnement T. A cette température T, le besoin instantanée du bâtiment est égal à la puissance utile du générateur en base. T = 14 Pe DH 14 Bch Pe est la puissance émise utile par le générateur en base (W) ( C) Pe = Pn Rd Rr Re Pn est la puissance nominale du générateur en base (W) Rd, Rr et Re sont respectivement le rendement de distribution, de régulation et d émission de l installation de chauffage de base. DH 14 sont les degrés heures de base 14 ( C). 46

47 Le besoin de chauffage assuré par la base est : Bch_base = Bch 1 DH T DH 14 (KWh) DH T = N Tmoy Tmin X X + 20 X 2 5 X 3 Avec : X = 1 2 T Tmin Tmoy Tmin Zone climatique H1 H2 H3 N Tmoy Tmin T+10.3 T+9.6 T+7.5 X DH Cch1 = Bch_base*Ich1 Cch2 = (Bch - Bch_base)*Ich2 Cch1 et Cch2 : consommations respectives de chauffage liée à la base et à l appoint (kwh PCI) Convecteurs bi-jonction La base et l appoint sont assurés par un même convecteur disposant d un circuit collectif assurant la base et un circuit individuel pour l appoint. Cch1 = 0.6*Bch*Ich1 Cch2 = 0.4*Bch*Ich1 En kwh PCI 8.10 Installation de chauffage avec plusieurs systèmes différents indépendants et / ou plusieurs systèmes couplés différents indépendants Un minimum de six systèmes différents doit être proposé. Surface chauffée par le système 1 : Sh1 (m²) ; Surface chauffée par le système 3 : Sh3 (m²) ; Surface chauffée par le système 5 : Sh5 (m²) ; Surface chauffée par le système 2 : Sh2 (m²) Surface chauffée par le système 4 : Sh4 (m²) Surface chauffée par le système 6 : Sh6 (m²) Cch1 = Sh1/Sh*Bch*Ich1 Cch2 = Sh2/Sh*Bch*Ich2 Cch3 = Sh3/Sh*Bch*Ich3 Cch4 = Sh4/Sh*Bch*Ich4 Cch5 = Sh5/Sh*Bch*Ich5 Cch6 = Sh6/Sh*Bch*Ich6 47

48 Pour une partie i du bâtiment, sa consommation de chauffage sera traitée de façon indépendante en considérant pour son besoin de départ : Bchi= Shi/Sh*Bch Dans ce cas toutes les installation précédentes peuvent être traitées. C'est-à-dire que si l installation indépendante i des autres est une : Installation de chauffage sans chauffage solaire alors Cchi= Bchi*Ichi Installation de chauffage avec chauffage solaire Cchi1 = Bchi*(1-Fch)*Ichi Cchi2 = Bchi*Fch*Ichi Fch: Facteur de couverture solaire pour le chauffage (voir annexes) Cchi1: Consommation de chauffage liée au système principal de chauffage de l installation i (kwh PCI) Cchi2 : Consommation de chauffage solaire (kwh PCI) Installation de chauffage avec insert ou poêle bois en appoint Configuration correspondant à un à un insert ou poêle en appoint dans le logement en plus d un système principal chauffant tout le logement. Cchi1 = 0.75*Bchi*Ichi1 Cchi2 = 0.25*Bchi*Ichi2 Cchi1: Consommation de chauffage liée au système principal de chauffage de l installation i (kwh PCI) Cchi2: Consommation de chauffage liée à l insert ou au poêle de l installation i (kwh PCI) Installation de chauffage par insert, poêle bois (ou biomasse) avec un chauffage électrique dans la salle de bain Cchi1 = 0.9*Bchi*Ichi1 Cchi2 = 0.1*Bchi*Ichi2 Cchi1: Consommation de chauffage liée au poêle bois de l installation i (kwh PCI) Cchi2: Consommation de chauffage liée au chauffage électrique de la salle de bain de l installation i (kwh PCI) Installation de chauffage avec en appoint un insert ou poêle bois (ou biomasse) et un chauffage électrique dans la salle de bain (différent du chauffage principal) 48

49 Cchi1 =0.75*0.9*Bchi*Ichi1 Cchi2 = 0.25*0.9*Bchi*Ichi2 Cchi3 = 0.1*Bchi*Ichi3 Cchi1: Consommation de chauffage liée au système principal de chauffage de l installation i (kwh PCI) Cchi2: Consommation de chauffage liée à l insert ou au poêle de l installation i (kwh PCI) Cchi3: Consommation de chauffage liée au chauffage électrique de la salle de bain de l installation i (kwh PCI) Installation de chauffage avec chauffage solaire et insert ou poêle bois en appoint Cchi1 = 0.75*Bchi*(1-Fch)*Ichi1 Cchi2 = 0.25*Bchi*(1-Fch)*Ichi2 Cchi3 = Bchi*Fch*(0.75*Ichi1+0.25*Ichi2) Cchi1: Consommation de chauffage liée au système principal de chauffage de l installation i (kwh PCI) Cchi2: Consommation de chauffage liée à l insert ou au poêle de l installation i (kwh PCI) Cchi3 : Consommation de chauffage liée à l installation solaire de l installation i (kwh PCI) Installation de chauffage avec chaudière en relève de PAC Cchi1 = 0.8*Bchi*Ichi1 Cchi2 = 0.2*Bchi*Ichi2 Cchi1 et Cchi2 sont respectivement les consommations de chauffage de la PAC et de la chaudière de l installation i (kwh PCI) Installation de chauffage avec chaudière en relève de PAC avec insert ou poêle bois en appoint Cchi1 = 0.8*0.75*Bchi*Ichi1 Cchi2 = 0.2*0.75*Bchi*Ichi2 Cchi3 = 0.25*Bchi* Ichi3 Cchi1 et Cchi2 sont respectivement les consommations de chauffage de la PAC et de la chaudière de l installation i (kwh PCI). Cchi3 Consommation de chauffage de l insert ou du poêle en appoint de l installation i (kwh PCI) Installation de chauffage collectif avec Base + appoint (autre que convecteur bi-jonction) Cchi1 = Bch_basei*Ichi1 Cchi2 = (Bchi - Bch_basei)*Ichi2 Avec conformément au paragraphe : Bch_basei = Bchi 1 DH T DH 14 (KWh) Cchi1 et Cchi2 : consommations respectives de chauffage liée à la base et à l appoint de l installation i (kwh PCI) 49

50 Installation de chauffage collectif avec convecteur bi-jonction Cchi1 = 0.6*Bchi*Ichi1 Cchi2 = 0.4*Bchi*Ichi1 Cchi1 et Cchi2 : consommations respectives de chauffage liée à la base et à l appoint de l installation i (kwh PCI) 9 Rendement de distribution, d émission et de régulation de chauffage Données d entrée : Type d émetteur Type de distribution Installation collective ou individuelle Type de d installation (convecteur, panneaux rayonnants, Chaudières, ) Re, Rd et Rr sont respectivement les rendements d émission, de distribution et de régulation. 9.1 Rendement d émission Type d'émetteur Re Convecteur électrique NFC 0,95 Panneau rayonnant électrique NFC 0,97 Radiateur électrique NFC 0,97 Autre émetteur à effet joule 0,95 Autres radiateurs et convecteurs 0,95 Soufflage d'air chaud 0,95 Plancher chauffant 1 Plafond rayonnant 0,98 Autres équipements 0, Rendement de distribution Type de distribution Rd Non isolé Isolé Pas de réseau de distribution 1 1 Réseau aéraulique collectif 0,8 0,85 Réseau aéraulique individuel 0,85 0,85 Réseau collectif eau chaude haute tempéature ( 65 C) 0,85 0,87 Réseau collectif eau chaude moyenne ou basse tempéature (< 65 C) 0,87 0,9 Réseau individuel eau chaude moyenne ou basse température (< 65 C) 0,95 0,95 Réseau individuel eau chaude haute température ( 65 C) 0,92 0,92 50

51 Installation collective Installation individuelle 9.3 Rendement de régulation Type d'installation Rr Convecteur électrique NFC 0,99 Panneau rayonnant électrique NFC 0,99 Radiateur électrique NFC 0,99 Electrique direct autre 0,96 Plancher ou plafond rayonnant électrique avec régulation terminale 0,98 Radiateur électrique à accumulation 0,95 Plancher électrique à accumulation 0,95 Split ou multisplit 0,96 Radiateur gaz à ventouse ou sur conduit de fumées 0,96 Poêle charbon/bois/fioul/gpl 0,80 Chaudière électrique 0,90 Radiateur sur chaudière ou réseau de chaleur sans robinet thermostatique 0,90 Radiateur sur chaudière ou réseau de chaleur avec robinet thermostatique 0,95 PAC air/air; air/eau; eau/eau; géothermie 0,95 Radiateur sans robinet thermostatique 0,90 Radiateur avec robinet thermostatique 0,95 Convecteur bi-jonction 0,90 Plancher ou plafond rayonnant électrique 0,90 10 Rendement de génération des générateurs autres qu à combustion Données d entrée : Type de générateur Type de régulation des PAC 10.1 Rendement des générateurs à effet joule direct et des réseaux de chaleur Type de générateur Rg Générateur à effet joule direct 1 Chaudières électriques 0.77 Réseau de chaleur COP des PAC installées Type de générateur COP Split ou multi-split 2.6 PAC Air/Air installée 2.2 PAC Air/eau installée 2.6 PAC eau/eau installée 3.2 PAC géothermique installée 4 51

52 10.3 COP des PAC neuves recommandées COP coefficient de performance annuel de la PAC COPnom coefficient de performance nominal à 7 C. Cregul coefficient de correction pour la régulation. COP = COPnom Cregul Le COP nominal des PAC recommandées peut être issu des caractéristiques des PAC fournies sur le site Si ce sont des valeurs déclarées par le fabricant (COPdecl), alors COPnom = 0.9 COPdecl Planchers Autres émetteurs Cregul 0,95 0,85 11 Rendement de génération des générateurs à combustion Données d entrée : Type de générateur Type de cascade Présence d une régulation Type d émetteur Type d énergie Puissance nominale générateur (W) Rendement à pleine charge Rendement à charge intermédiaire Type de bruleur Type de générateur Rg Poêle ou insert bois installé avant 2001 ou sans label flamme verte 0,66 Poêle ou insert bois installé à partir de ,78 Poêle fioul ou GPL 0,72 Pour les générateurs à combustion, le calcul du rendement conventionnel annuel moyen pour un générateur donné est basé sur la prise en compte de valeurs conventionnelles de profils de charge. Attention : Les systèmes remplacés dans le cadre des recommandations doivent l être par des équipements de même puissance, si aucune étude de dimensionnement des installations n est réalisée Profil de charge des générateurs Le profil de charge conventionnel donne pour chaque intervalle de taux de charge, le coefficient de pondération correspondant. 52

53 Profil de charge conventionnel Pour les bâtiments d habitation, un profil de charge long est considéré (correspond au type d horaire d occupation longue). Le tableau suivant donne le coefficient de pondération pour un profil de charge correspondant à une occupation longue (ex : logement) Taux de charge Tchx Coefficient de pondération coeff_pondx de 0% à 10% de 10% à 20% de 20% à 30% de 30% à 40% de 40% à 50% de 50% à 60% de 60% à 70% de 70% à 80% de 80% à 90% de 90% à 100% 0,1 0,25 0,2 0,15 0,1 0,1 0,05 0,025 0,025 0 Pour les calculs les taux de charge sont pris en milieu de classe (5% ; 15% ; 25% ; ; 85% ; 95%). Le coefficient de pondération Coeff_pond x est associé au taux de charge Tch x qui correspond à l intervalle Tch x 5%;Tchx+5% Présence de un ou plusieurs générateurs à combustion indépendants Nous considérerons la présence dans la zone au maximum de N générateurs à combustion indépendants. Les taux de charge doivent être pondérés par un coefficient Cdimref qui permet de prendre en compte les charges partielles. Pour un seul générateur à combustion de puissance installée Pn gen : Pn gen Cdimref = Déper Tint consigne Tbase ext Pour N générateurs à combustion : Cdimref = Pn gen _1 + Pn gen _2 + + Pn gen _N Déper Tint consigne Tbase ext Pn gen _i = puissance installée du générateur à combustion i (W) Déper = déperditions totales du bâtiment (W/K) Tbase ext = 9 C en H1; 6 C en H2; 3 C en H3 Zone climatique : les localités situées à plus de 800m d altitude sont en zone H1 lorsque leur département est indiqué comme étant en zone H2 et en zone H2 lorsque leur département est indiqué comme étant en zone H3. Les profils de charge conventionnels sont modifiés pour prendre en compte Cdimref : le coefficient Coeff_pond x_dim est alors affecté au taux de charge Tch x_dim. Coeff_pond x_dim = Coeff_pond x Tch x_dim = Tch x Cdimref Sauf pour le taux de charge Tch 95 (correspondant à une charge entre 90% et 100%) Tch 95_dim = Tch

54 En présence d un ou de N générateurs indépendants : le taux de charge final de chaque générateur est : Tch x_final = Tch x_dim. Le coefficient de pondération final est : Coeff_pond x_final = Coeff_pond x_dim Cascade de deux générateurs à combustion Une donnée d entrée est la puissance relative du générateur i : Prel(gen_i). Pn(gen_i) est la puissance nominale du générateur i (W). Dans notre cas avec 2 générateurs : Prel gen_1 = Pn (gen _1) Pn gen _1 +Pn gen _2 Prel gen_2 = Pn(gen _2) Pn gen _1 +Pn gen _2 On détermine pour chaque point de fonctionnement x et pour chaque générateur i sa contribution CTch x_dim (gen_i) au taux de charge du système Tch x_dim Cascade avec priorité Dans notre cas avec 2 générateurs en cascade, le générateur 1 sera le plus performant ou à défaut le plus puissant. Il sera considéré comme prioritaire si aucune information complémentaire n est disponible : La contribution CTch x_dim de chaque générateur au taux de charge Tch x_dim est : Avec le taux de charge final suivant : CTch x_dim gen_1 = min Prel gen_1 ; Tch x_dim CTch x_dim gen_2 = min Prel gen_2 ; Tch x_dim CTch x_dim (gen_1) Tch x_final gen_1 = min 1; CTch x_dim gen_1 Prel gen_1 Tch x_final gen_2 = min 1; CTch x_dim gen_2 Prel gen_ Cascade sans priorité (même contribution au taux de charge) CTch x_dim gen_1 = CTch x_dim gen_2 = Tch x_dim 2 54

55 Avec le taux de charge final suivant : Tch x_final gen_1 = min 1; CTch x_dim gen_1 Prel gen_1 Tch x_final gen_2 = min 1; CTch x_dim gen_2 Prel gen_2 Le coefficient de pondération final est : Coeff_pond x_final gen_1 = CTch 5_dim gen_1 Tch 5_dim CTch x_dim gen_1 Tch x_dim Coeff_pond x_dim gen_1 Coeff_pond 5_dim gen_1 + + CTch 95_dim gen_1 Tch 95_dim Coeff_pond 95_dim gen_1 Coeff_pond x_final gen_2 = CTch 5_dim gen_2 Tch 5_dim CTch x_dim gen_2 Tch x_dim Coeff_pond x_dim gen_2 Coeff_pond 5_dim gen_2 + + CTch 95_dim gen_2 Tch 95_dim Coeff_pond 95_dim gen_ Pertes au point de fonctionnement QP x (kw)représente les pertes au point de fonctionnement x (taux de charge x) QP 0 sont les pertes à l arrêt (kw) R Pn et R Pint sont respectivement les rendements à pleine charge et à charge intermédiaire Pn est la puissance nominale du générateur (kw) Chaudières basse température et condensation : Pour les chaudières basse température et condensation, le point de fonctionnement w correspond à un fonctionnement à 15% de charge. Entre 0 et 15% de charge : Entre 15 et 30% de charge : QP x = QP 15 QP 0 x + QP QP x = QP 30 QP 15 x + QP QP 30 QP

56 Entre 30 et 100% de charge : QP x = QP 100 QP 30 x + QP QP 100 QP QP 15 = QP 30 2 QP 30 = 0.3 Pn 100 R Pint Tfonc _30 R Pint Tfonc _30 S il y a une régulation QP 30 = 0.3 Pn 100 R Pint Tfonc _100 R Pint Tfonc _100 En l absence de régulation QP 100 = Pn 100 R Pn Tfonc _100 R Pn Tfonc _100 Tfonc _100 ( C) est la température de fonctionnement de la chaudière à 100% de charge. Elle est donnée dans le tableau suivant en fonction des périodes d installation et des types d émetteur : Tfonc _30 ( C) est la température de fonctionnement de la chaudière à 30% de charge. Elle est donnée selon le type d installation. Si un système de génération alimente des réseaux de distribution de températures différentes, la température de fonctionnement est prise égale à la température maximale. Pour les recommandations d installations neuves, les caractéristiques réelles des chaudières présentées sur le site peuvent être saisies. 56

57 Chaudières standard Pour les chaudières standards, le point de fonctionnement w correspond à un fonctionnement à 30% de charge. Entre 0 et 30% de charge : Entre 30 et 100% de charge : QP x = QP 30 QP 0 x + QP QP x = QP 100 QP 30 x + QP QP 100 QP QP 30 = 0.3 Pn 100 R Pint Tfonc _30 R Pint Tfonc _30 QP 100 = Pn 100 R Pn Tfonc _100 R Pn Tfonc _100 Tfonc _30 ( C) est la température de fonctionnement de la chaudière à 30% de charge. Elle est donnée selon le type d installation. Si un système de génération alimente des réseaux de distribution de températures différentes, la température de fonctionnement est prise égale à la température maximale. Pour les recommandations d installations neuves, les caractéristiques réelles des chaudières présentées sur le site peuvent être saisies Générateurs d air chaud Pour les générateurs d air chaud standard, le point de fonctionnement w correspond à un fonctionnement à 50% de charge. Entre 0 et 50% de charge : Entre 50 et 100% de charge : QP x = QP 50 QP 0 x + QP

58 QP x = QP 100 QP 50 x + 2 QP QP 100 QP 50 = 0.5 Pn 100 R Pint R Pint QP 100 = Pn 100 R Pn R Pn QP 0 = Pn logpn 100 L expression de QP 0 est valable pour une puissance nominale inférieure ou égale à 300 kw. On conservera les valeurs pour Pn = 300 kw si Pn > 300 kw. Si les équipements sont anciens (avant 2006) R pn = 74% R pint = 77% Si les équipements sont neufs (après 2006) Pour un générateur standard R pn = 84% R pint = 77% Pour un générateur à condensation R pn = 90% R pint = 83% Pour les installations neuves, les caractéristiques réelles des générateurs à air chaud présentées sur le site peuvent être saisies Radiateurs à gaz QP x = f maj 100 R Pn R Pn Pn Tch x_final f maj est un coefficient de majoration qui tient compte du fait que ces générateurs fonctionnent en moyenne à une puissance inférieure à la puissance nominale. 58

59 Pour les radiateurs à gaz neufs (après 2006) : Si Pn < 5kW : R pn = 80 + logpn Si Pn 5kW : R pn = 82 + logpn Pour les radiateurs à gaz anciens (avant 2006) : Si Pn < 5kW : R pn = 70% Si Pn 5kW et sans ventilateur coté combustion : R pn = 72% Si Pn 5kW avec ventilateur coté combustion : R pn = 74% Chaudières bois Le point de fonctionnement w des chaudières bois correspond à 50% de charge. Entre 0 et 50% de charge : Entre 50 et 100% de charge : QP x = QP 50 QP 0 x + QP QP x = QP 100 QP 50 x + 2 QP QP 100 QP 50 = 0.5 Pn 100 R Pint R Pint QP 100 = Pn 100 R Pn R Pn Pour les chaudières classe 3 R pn = logpn R pint = logpn Pour les chaudières classe 2 R pn = logpn R pint = logpn Pour les chaudières classe 1 R pn = logpn R pint = logpn L expression de R Pn de R Pint est valable pour une puissance nominale inférieure ou égale à 70 kw. On conservera les valeurs pour Pn = 70 kw si Pn > 70 kw. 59

60 Les pertes à l arrêt QP 0 dépendent de l âge de la chaudière et du type de brûleur : Type de chaudière Année de fabrication QP 0 Avant 1978 QP 0 = P n P n_limit 0.27 Chaudière atmosphérique à biomasse De 1978 à 1994 QP 0 = P n P n_limit 0.3 Après 1994 QP 0 = P n P n_limit 0.4 Avant 1978 QP 0 = P n P n_limit 0.28 Chaudière à biomasse assistée par ventilateur De 1978 à 1994 QP 0 = P n P n_limit 0.31 Après 1994 QP 0 = P n P n_limit 0.4 P n_limit puissance nominale en kw; limitée à une valeur maximale de 400kW. Si la puissance nominale est supérieure à 400 kw. Pour les installations neuves, les caractéristiques réelles des chaudières bois présentées sur le site chauffage.com/ peuvent être saisies. 60

61 11.3 Valeurs par défaut des caractéristiques des chaudières Chaudières gaz * Les valeurs de la base peuvent aussi être utilisées Chaudières fioul 61