DIMENSIONNER AU MIEUX LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES

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1 Pur décuvrir la nuvelle versin 2016 du Guide Bâtiment Durable en ligne, Rendez-vus sur: DIMENSIONNER AU MIEUX LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES Dimensinner les équipements des installatins de chauffage et de ventilatin en vue d ptimiser leur perfrmance énergétique (chaudière, crps de chauffe, circulateurs.). PRINCIPES CONTEXTE Le dimensinnement des équipements a un impact nn négligeable sur la cnsmmatin finale des bâtiments. Par exemple : Une chaudière surdimensinnée a plus de pertes à l arrêt, les cycles de fnctinnement du brûleur snt plus curts, entraînant des émissins plluantes (CO, NOx, suies, ) plus imprtantes. Un circulateur surdimensinné aura une cnsmmatin électrique supérieure et entraînera des prblèmes hydrauliques dans l installatin (sifflement des vannes, diminutin du rendement des chaudières à cndensatin, ). Par cntre, plus les cnduites snt dimensinnées largement, mins le circulateur sera cnsmmateur. Il en va de même pur les cnduites de ventilatin, qui permettent une diminutin de la cnsmmatin du ventilateur. Surdimensinner les radiateurs amélire le rendement des chaudières à cndensatin car elles purrnt travailler à plus basse température. Le surdimensinnement des radiateurs n est jamais dmmageable d un pint de vue énergétique et du cnfrt car il permet de travailler à plus basse température. Les autres équipements, tels que les citernes d eau de pluie, les crps de chauffe, les capteurs slaires u phtvltaïques, les ballns d eau chaude, etc, divent bien entendu également être crrectement dimensinnés. Vus truverez plus d infrmatins sur ces équipements particuliers dans les fiches : EAU03 - Récupérer l eau de pluie pur l'arrsage, l'entretien des sls, les chasses d'eau, etc. ENE19 - Envisager un chauffe-eau slaire ENE21 - Envisager un système phtvltaïque PAGE 1 SUR 6 DIMENSIONNER AU MIEUX LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES FEVRIER 2007 GUIDE PRATIQUE POUR LA CONSTRUCTION ET LA RENOVATION DURABLESDE PETITS BATIMENTS

2 INDICATEURS ET OBJECTIFS Minimum : Il existe une série d indicateurs permettant de se faire une idée du dimensinnement ptimal des équipements (attentin, il s agit bien d indicateurs de cntrôle et nn de méthdes de dimensinnement) : Pur les chaudières, vérifier si les dnnées nécessaires au dimensinnement suivant la nrme nt été récltées : cmpsitins et surfaces de l ensemble des paris extérieures du bâtiment (y cmpris le sl), température extérieure et intérieures cnsidérées. A titre de cmparaisn, le résultat du calcul ne dépassera guère 25 W/m³ chauffé pur une maisn K55 et tendra vers 15 W/m³ pur une maisn K35. Pur les circulateurs de chauffage, vérifier si la différence de température entre le circuit de départ de la chaufferie et le circuit de retur tend vers C lrsque la température extérieure est négative (pur une installatin de chauffage par radiateurs u cnvecteurs). En dessus de cet écart, il est cnseillé de diminuer la vitesse du circulateur installé. Pur les radiateurs : vérifier le régime d eau chisi par l installateur pur dimensinner les radiateurs. Les dimensinner pur une température maximale de 70 C permet de valriser au mieux les chaudières à cndensatin. Cnseillé : Le dimensinnement dit se faire sur base d évaluatins des besins les plus précises pssibles. Il ne faut pas se cntenter d rdres de grandeur u de ratis pur le dimensinnement final des équipements, mais tujurs réaliser u faire réaliser par le technicien un calcul détaillé et adapté au prjet. Ce calcul dit être basé sur des nrmes recnnues. Le respect de ces nrmes par les cncepteurs et installateurs dit être exigé par le maître d uvrage. ELEMENTS DE CHOIX ASPECTS TECHNIQUES > Calcul Le dimensinnement de la chaudière et des crps de chauffe se basera sur le calcul des déperditins seln la nrme NBN B On se basera sur les températures de base suivantes : Extérieure en Régin Bruxeles-Capitale Séjur, cuisine, bureau, salle de classe, etc. Température résultante sèche -8 C 20 C Salle de bain C Chambre à cucher C Crridrs, escaliers, etc. 16 C Les cnduites d eau chaude et de chauffage sernt calculées sur base des vitesses d eau suivantes : PAGE 2 SUR 6 DIMENSIONNER AU MIEUX LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES FEVRIER 2007

3 Exigence <= DN 20 Vitesse de circulatin max. 0,4m/s > DN 20 DN 20 < < DN 100 Perte de charge maximale de 120 Pa/m (cnseillée : max 100 Pa/m) Vitesse de circulatin max 1 m/s DN 100 < < DN 150 Vitesse de circulatin max 1,5 m/s > DN 150 Vitesse de circulatin max 2 m/s Cllecteur primaire Vitesse de circulatin max 0,3 m/s Les circulateurs sernt de préférence des circulateurs «électrniques» dnt la vitesse de base sera chisie à l installatin de manière à btenir le débit d eau exactement suhaité. Une labellisatin eurpéenne des circulateurs est désrmais mise en place (classement de A à G, cmme pur l électrménager). Nus recmmandns bien évidemment les niveaux A et B. Les cnduites de ventilatin situées dans un lcal de vie snt généralement dimensinnées sur base d une vitesse d air de 3 m/s. Ce chix est un cmprmis entre une vitesse élevée, qui permet de réduire le diamètre des cnduites et une vitesse basse, qui permet un bn cnfrt acustique. Chisir une vitesse plus basse, par exemple 2 m/s, pur un même débit de ventilatin, revient à surdimensinner la sectin de gaine nécessaire (nécessiter de prévir des caissns u des faux plafnds plus cnséquents). Mais cela permet également de diminuer les pertes de charges des cnduites, et dnc de chisir un ventilateur plus petit u, plus suvent, de fnctinner à plus bas régime. Ceci entraîne une réductin de la cnsmmatin d énergie du ventilateur. Les autres éléments du réseau de ventilatin (échangeurs de chaleur u aérateurs de châssis) sernt dimensinnés pur crrespndre au débit d air neuf nécessaire. ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX Surdimensinner une chaudière d un facteur 100% (cas fréquent) peut entraîner une perte de rendement de 2 à 5%, en fnctin du type de chaudière et de sa régulatin. Cela se traduit par une surcnsmmatin puvant aller jusqu à 10%. Lrsque l n utilise une chaudière à cndensatin, dimensinner des radiateurs en régime 70 C / 50 C (températures maximales de départ et de ret ur de l eau quand la température extérieure est de -8 C) au lieu du régime 80 C / 60 C permet un gain de cnsmmatin de 1,5 à 2 %, grâce à un fnctinnement à plus basse température durant l année. Utiliser un circulateur surdimensinné entraîne frcément une surcnsmmatin électrique. En plus, un surdébit prvque une augmentatin de la température de retur vers les chaudières et en particulier les chaudières à cndensatin qui verrnt alrs leur rendement de cmbustin diminuer. ASPECTS ECONOMIQUES Surdimensinner une chaudière a un impact énergétique négatif. C est aussi un surinvestissement. Investissement et efficacité vnt ici dans le même sens. Dans le secteur dmestique, le dimensinnement crrect du circulateur passera principalement par le chix d un circulateur électrnique dnt la vitesse de base sera réglée à l installatin pur btenir le débit nminal suhaité. Rien que ce réglage à la mise en rute, justifie écnmiquement à lui seul le chix d un tel circulateur. PAGE 3 SUR 6 DIMENSIONNER AU MIEUX LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES FEVRIER 2007

4 Chisir des radiateurs fnctinnant à un régime maximum de 70 C / 50 C maximum, au lieu de 80 C / 60 C demande une taille de radiateur de 70% plus imprtante. Ce surcût de matériel sera rembursé en une dizaine d année. En ventilatin, surdimensinner les cnduites entraîne un très léger surcût. Par exemple, passer de 3 à 2 m/s entraîne une augmentatin de la sectin de 50% et dnc du diamètre de 22.5%. Par exemple, des cnduites de sectin 125mm deviendrnt des cnduites de 150mm, ce qui est un surcût d envirn 2 à 3 /m, et dnc d envirn 100 par lgement, si le réseau est bien dessiné (lngueurs de cnduites limitées à quelques dizaines de mètres, avec peu de cudes u de pièces spéciales, qui augmentent le cût). Le temps de retur sera variable seln la cmplexité et le dessin du réseau de ventilatin, le débit d air pulsé, sa durée de fnctinnement, etc. On peut cnsidérer qu au cût actuel de l énergie il sera de l rdre de 5 à 10 ans. ARBITRAGE Ce qui précède mntre l intérêt qu il y a à dimensinner au mieux les équipements de chauffage. Le prblème du surdimensinnement de la chaudière et des circulateurs a une implicatin sur le chix du système dans les immeubles de lgement cllectif : chaudières individuelles u chaudière cllective. Du fait du haut niveau d islatin des paris et de l éventuelle récupératin de chaleur sur la ventilatin, la puissance de chauffage nécessaire à chaque appartement peut être extrêmement faible en fnctin de la dispsitin dans l immeuble. Il est fréquent, dans un immeuble perfrmant de descendre sus une puissance nécessaire de 3 kw dans un appartement en milieu d immeuble (sit 1 kw en myenne sur la saisn de chauffe). Il existe actuellement sur le marché très peu de chaudières et de circulateurs puvant assurer une si petite puissance. Une chaudière individuelle sera dnc suvent frtement surpuissante (augmentatin du nmbre de démarrages, mauvaise cndensatin, surcnsmmatin des circulateurs et bruits de distributin). La slutin des chaudières gaz individuelles est dnc, la plupart du temps à éviter dans les immeubles dnt les besins énergétiques nt été ptimalisés. Le chix d une chaudière cmmune permettra de meilleurs rendements de prductin. En termes de ventilatin, dans un système mécanique, n a intérêt à limiter les pertes de charge par un surdimensinnement des sectins de cnduites mises en place. Si l n cnsidère que ce type de système de ventilatin implique suvent la pse de faux-plafnds dans les espaces de circulatin, il faut cependant reprcher à ce surdimensinnement une légère perte de vlume habitable. Il faudra veiller à ce que la hauteur sus plafnd reste cnfrtable, sit au minimum 2.5m (surce : Règlement Réginal d Urbanisme). > En résumé : Elément surdimensinné Chaudière Circulateur Cnduite d eau u d air Crps de chauffe Jugement Impact Augmentatin des pertes à l arrêt Augmentatin des pllutins plluantes Augmentatin de la cnsmmatin énelectrique Perte de rendement des chaudières à cndensatin Incnfrt et mauvais fnctinnement de la régulatin Diminutin de la cnsmmatin des circulateurs u ventilateurs Augmentatin du rendement des chaudières à cndensatin PAGE 4 SUR 6 DIMENSIONNER AU MIEUX LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES FEVRIER 2007

5 Elément surdimensinné Jugement Impact Augmentatin du cnfrt DANS LA PRATIQUE Des mesures divent être prises aux différentes phases de dévelppement et de réalisatin de prjet : PROJET D EXECUTION, DOSSIER POUR LE PERMIS D URBANISME Vérificatin des hypthèses de calcul utilisées pur le dimensinnement : De l installatin de chauffage : Surfaces des paris, cmpsitin des paris, températures intérieures, température extérieure minimale, régime de température d eau des crps de chauffe, sur base de la nrme NBN B De l installatin de ventilatin : calcul des débits nminaux seln la nrme NBN D dans les lgements, ratis débit/persnne dans les autre types de lcaux (vir fiches «Assurer la qualité de l air des lcaux»), vitesse d air dans les cnduites SUIVI ET SURVEILLANCE DES TRAVAUX Vérifier les rdres de grandeur du dimensinnement : La puissance de chaudière installée ne devrait pas dépasser W/m³ chauffé (maisn K35.. K55). La puissance électrique du circulateur devrait avisiner 1 à 2 millièmes de la puissance de la chaudière. Le taux de renuvellement d air du bâtiment avisine généralement 0.8 à 1 renuvellement hraire dans les lgements, si le calcul est réalisé seln la nrme D RECEPTION ET MISE EN EXPLOITATION ENTRETIEN La cnsmmatin finale d un circulateur, principalement dmestique, sera fnctin du réglage de sa vitesse. La pratique mntre que la plupart des circulateurs installés furnissent trp de débit. Il ne faut dnc pas hésiter à les régler sur une vitesse intermédiaire, vire sur leur plus petite vitesse. Les installatins de ventilatin mécanique devrnt être équilibrée, pur s assurer que la répartitin de l air entre les différents lcaux est cnfrme au prjet et que des buches trp fermées ne causent pas de pertes de charges pnctuelles imprtantes. Une chaudière surdimensinnée fnctinnera «en cycles curts», c est-à-dire que dans sn temps glbal de fnctinnement, la prprtin prise par les cycles de démarrage/arrêt devient imprtante. Lrs des démarrage, n bserve des pics de pllutin dus à une mauvaise cmbustin des premières guttes de cmbustibles. De plus, dans le cas d une chaudière fuel, ce fnctinnement en cycle curts peut prvquer un encrassement excessif de la chaudière (prductin plus imprtante de suie), qui demandera un entretien plus régulier. Il est utile de cnserver un débit de ventilatin minimal, même en l absence des ccupants, pur évacuer les pllutins apprtées par la respiratin des plantes, les émissins de certains matériaux, etc. Néanmins, il n est pas nécessaire de maintenir lrs de ces pérides un débit similaire à celui appliqué en présence des ccupants u habitants. On veillera dnc à réduire la vitesse des ventilateurs lrs de départs en WE u en vacance. Les grilles de ventilatin (aérateurs, prises d air centralisées, rejets d air), filtres et cnduites divent être entretenus régulièrement (tus les 6 mis au mins), tant pur assurer la qualité de l air intrduit dans le bâtiment que pur limiter les pertes de charges. PAGE 5 SUR 6 DIMENSIONNER AU MIEUX LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES FEVRIER 2007

6 INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES AUTRES ELEMENTS A GARDER A L ESPRIT Vici une liste de fiches dnt les thématiques crisent celles du dimensinnement des installatins de chauffage : ENE14 - Chisir le meilleur mde de prductin de chaleur ENE15 - Réguler efficacement l'installatin de chauffage ENE16 - Optimiser le réseau de distributin de chauffage ENE17 - Chisir un crps de chauffe adéquat ENE23 - Chisir un mde de ventilatin énergétiquement efficace EAU02 - Faire un usage ratinnel de l eau EAU03 - Récupérer les eaux de pluie BIBLIOGRAPHIE Infrmatins générales sur les techniques de chauffage : Guide cnseil pur la cnstructin énergétique et durable de lgements cllectifs, Bruxelles Envirnnement, 2006 : Guide énergétique des installatins, Bruxelles Envirnnement : Energie+ : Infrmatins générales sur les techniques de ventilatin : Guide cnseil pur la cnstructin énergétique et durable de lgements cllectifs, Bruxelles Envirnnement, 2006 : CSTC, «NIT La ventilatin des habitatins. 1ère Partie: Principes généraux», 1994 CSTC, «NIT La ventilatin des habitatins. 2e Partie : Mise en euvre et perfrmances des systèmes de ventilatin», 1997 Nrmes et dcuments fficiels : J.Schietekat Dimensinnement des installatins de chauffage central à eau chaude, CSTC, Calcul des déperditins calrifiques des bâtiments, NBN B62-003, «Dispsitifs de ventilatin dans les bâtiments d habitatin - NBN D50-001», Institut Belge de Nrmalisatin, Bruxelles, 1991 «Ventilatin des bâtiments nn résidentiels Exigences de perfrmances des systèmes de ventilatin et de cnditinnement d air EN13779», Cmité Eurpéen de Nrmalisatin, Bruxelles, 2004 PAGE 6 SUR 6 DIMENSIONNER AU MIEUX LES EQUIPEMENTS TECHNIQUES FEVRIER 2007