Méthode et outil de calcul de la baisse prévisible des charges

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Gilles Boisvert
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1 Rencontre du ScanE 24/09/2010. Modalités d application de la nouvelle loi sur l énergie (2 ème partie) Méthode et outil de calcul de la baisse prévisible des charges 1 LEEA, Laboratoire Energie Environnement Architecture Reto Camponovo et Peter Gallinelli Version 1.0 (rév. 22/09/2010) rc/pg

2 Préambule Le présent exposé ne rentre pas dans les détails méthodologiques et de calculs. Pour plus de détails se référer à la : disponible sur le site du DSPE ScanE 2

3 Objectif Disposer d une méthode de calcul raisonnablement simple permettant l estimation normalisée de la baisse prévisible des consommations énergétiques lors de travaux d amélioration thermique. Démarche raisonnablement simple : mais pas simpliste, éviter la boîte noire. estimation normalisée : mesurables méthode basée sur des éléments physiques maîtrisables et références aux normes suisses en 3 vigueur

4 Méthodologie générale Quantifier les potentiels d économie d énergie (kwh) de scénarios d amélioration thermique d éléments d enveloppe et de certaines installations techniques. Conversion de la quantité absolue d énergie potentiellement économisée annuellement en baisse prévisible des charges sur la base d un prix moyen du MJ par agent énergétique déterminé par le Conseil d Etat une fois par an. Calcul des loyers après travaux (hors présent outil). 4

5 Contexte d application Seuls les travaux relevant de la rénovation doivent être pris en compte. L entretien, la maintenance et l exploitation correcte doit déjà être réalisée. En particulier sur les systèmes de ventilation mécanique et de production de chaleur pour chauffage et eau chaude domestique. important 5

6 Fiabilité, validation de la méthode Réalisé un étude des incertitudes afin d évaluer la robustesse de la méthode face à la réalité : une marge d incertitude de ± 35% couvre 90% des cas Test sur 3 cas de rénovations dont IDC avant/après travaux disponible. 6

7 Méthode de calcul, principe Eléments de construction opaques (toiture, murs, planchers). La diminution des pertes de chaleur est calculée par différence des pertes avant après intervention. avant après La méthode tient compte de la position de l isolation extérieure ou intérieure. 7

8 Eléments de construction translucides (fenêtres). La diminution des pertes de chaleur est déterminée par l amélioration de trois facteurs : 1.le coefficient de transmission thermique U, 2.le facteur de transmission d énergie solaire g, 3.l étanchéité à l air, donc le débit d air non-contrôlé. Elle est calculée par différence des pertes thermiques et gains solaires avant après intervention. avant après Calculs mensuels, puis cumul des 12 mois. 8

9 Le remplacement des fenêtres participe à une réduction des infiltrations d air non contrôlées. L incidence annuelle est estimée en fonction d un taux de renouvellement d air avant après intervention. Taux de renouvellement d air non contrôlé en fonction du genre de vitrage et du type d intervention sur les cadres (laissé à l état, rénové, cadres neufs) [1/h] Bilan d intervention sur les fenêtres : Q fenêtre = Q t,s fenêtre + Q infiltration [kwh] 9

10 L intervention sur les fenêtres et la diminution consécutive du renouvellement d air peut engendrer des problèmes de condensation superficielle, spécialement dans les bâtiments faiblement isolés. Une modification ou remplacement du système de ventilation doit être considéré. Voir aussi la norme SIA

11 Dispositif de ventilation. Lors du remplacement du système de ventilation, l incidence sur les pertes par renouvellement d air contrôlé est évaluée en fonction d un débit d air thermiquement actif estimé avant et après intervention. avant après L incidence sur les consommations électriques du ventilateur avant après intervention est également prise en compte. 11

12 Eau chaude domestique solaire. L énergie économisée est déterminée par une fraction de l'énergie solaire incidente. après Cette évaluation présuppose une installation correctement dimensionnée, entretenue et exploitée. Le dimensionnement doit être en mesure de couvrir la totalité des besoins pendant l été de sorte à permettre l arrêt de la chaudière. 12

13 Production de chaleur. La baisse de la demande de chaleur est transformée en énergie finale en fonction du rendement des systèmes de production de chaleur après rénovation. avant = après Expression générique : E hww = Q composants améliorés / η hww [kwh] S il y a un changement du système de production, la baisse consécutive se répercute aussi sur la partie non rénovée du bâtiment. Dans ce cas, la connaissance de l indice de chaleur, IDC est requise. avant après Expression générique : E hww,idc = ( Q hww / η hww,avant -Q hww / η hww,après ) [kwh] 13

14 Estimation normalisée de la baisse prévisible des consommations de chaleur La baisse prévisible des consommations d'énergie finale pour la production de chaleur (chauffage et eau chaude) est la somme des termes suivants : ΔE = ΔE h + ΔE ww + ΔE hwwidc [kwh] La baisse prévisible des consommations de chaleur (chauffage et eau chaude) ne comprend pas la consommation électrique des ventilateurs. 14

15 Estimation normalisée de la baisse prévisible des charges La baisse prévisible des charges est fonction de la baisse prévisible des consommations d'énergie finale pour la production de chaleur et de la variation prévisible de la consommation d'électricité du système de ventilation. Elle est obtenue en multipliant l énergie finale économisée par le coût des agents énergétiques concernés. ΔCharges = (ΔE h + ΔE ww + ΔE hwwidc ) p E + ΔE él.ventilateur p él en [francs] p E : prix de l'agent énergétique de chauffage [francs/kwh] p él : prix de l'électricité [francs/kwh] 15

16 Outil informatique La méthode et les valeurs d entrée par défaut ont été implémentées dans une feuille de calcul informatique. L outil est structuré selon la chronologie de la méthode. Un onglet individuel est consacré à chaque chapitre. La feuille de calcul est téléchargeable sur le site internet du service de l'énergie : 16

17 Démonstration de l outil 17

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