Les nouvelles règles Th C-E

Transcription

1 Les Rendez-vous du CSTB Les nouvelles règles Th C-E Jean-Robert MILLET CSTB 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 1

2 De 2000 à 2005 Que calcule-t-on? Quelles consommations? Quelle méthode(s) Les nouveautés Les changements Les sorties Les solutions techniques 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 2

3 Que calcule-t-on? En 2000 : kwhep (énergie primaire) Tic (température d'été) par bâtiment En 2005 : kwhep/m 2 par bâtiment Tic par zone d'usage Pourquoi par m 2? Aller vers un indice simple de performances Permettre aux concepteurs d acquérir des réflexes Faciliter les comparaisons entre bâtiments Rapprocher RT2005 et affichage des consommations 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 3

4 Quelles consommations? 2000 Chauffage Ventilation ECS Éclairage en non résidentiel 2005 Chauffage Refroidissement Ventilation ECS Éclairage 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 4

5 Quelques objectifs de base Valoriser l'architecture bioclimatique Intégrer les consommations de climatisation Valoriser les énergies renouvelables 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 5

6 En consommations d'énergie Valoriser les architecture bioclimatiques Utiliser la description des fenêtre déjà faite en confort d été pour valoriser les apports solaires Valoriser l inertie thermique et l'éclairage naturel En confort d'été Valoriser la ventilation naturelle d'été et les protections solaires efficaces et l'inertie thermique 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 6

7 Deux principes : Intégrer les consommations de climatisation ne compléter ou modifier les entrées ThC que si l'impact le justifie Les simplifier si c'est possible Impact fort des apports solaires Valoriser les protections efficaces (y compris mobiles) Calculer les apports selon l'orientation Impact fort de l'éclairage Valoriser les systèmes efficaces et bien gérés Intégrer les apports dans le bilan énergétique 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 7

8 Intégrer les consommations de climatisation Les systèmes : valoriser les points essentiels Émission efficace Distribution à faible pertes thermiques Auxiliaires (pompes, ventilateurs) à faible consommation et bien gérés Générateurs efficace en moyenne annuelle Récupération de chaleur entre le chaud et le froid 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 8

9 Valoriser les énergies renouvelables Solaire thermique ECS Chauffage Solaire photovoltaïque 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 9

10 Quelles méthodes de calcul? 2000 : deux méthodes, sans refroidissement 2000 : deux méthodes, sans refroidissement ThC 2000 Th E 2000 ThC mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 10

11 Quelles méthodes de calcul? 2005 : une méthode, avec refroidissement ThC 2000 Th E 2000 ThC 2004 Thclim 2004 Th C/E mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 11

12 Pourquoi une méthode horaire? Unification des méthodes mensuel horaire chaud facile facile froid difficile facile transferts entre locaux très difficile facile confort d'été très difficile facile Facilité et robustesse d'intégration de systèmes de gestion efficace Protections solaire mobiles, surventilation nocturne, Mêmes entrées qu'une méthode mensuelle 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 12

13 Vérification de la méthode Th C-E Partie C Le projet de norme définit 3 classes de précision A,B,C classée A écart de moins de 5% sur les besoins Partie E La norme définit 3 classes de précisions A,B,C classée A écart de moins de 1K sur les températures 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 13

14 Vérification de la partie C de la méthode Th C-E Écart des consommations à la valeur cible pour différent cas type écart en % ThCE Clim2000 EPBD hourly TRNSYS IDMEC ESP IDMEC HAUSER KST CAPSOL 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 14

15 Th C-E 2005 : quelques principes Un jeu unifié de données d'entrée quelle que soit l'application Consommations et confort d'été Une structure simplifiée : Bâtiment Zone (usage : bureau, habitat ) Groupe (panachage possible de tous les systèmes) L'éclairage influe sur les besoins de chaud et de froid 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 15

16 Processus d élaboration Règles papier Issues des travaux de groupes spécialisés Discutées en Comité scientifique Outil informatique : Groupe utilisateurs Besoins (chaud,froid,ecs, éclairage) 2003 Intermittence, émission : 2004 distribution, génération : 2005 Groupe éditeurs de logiciels Pour préparer les outils diffusés 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 16

17 Les nouveautés pour l enveloppe Apports solaires Par les parois opaques (dont toitures végétalisées) Protection par l'environnement végétal Par les serres Protection solaires mobiles Impact sur les consommations d'énergie, le confort d'été et l'éclairage Ventilation nocturne d'été par ouverture de baies en non résidentiel Pour tous les cas : valeurs par défaut disponibles 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 17

18 Les nouveautés pour les systèmes Solaire thermique (2004) Solaire photovoltaïque Systèmes de refroidissement Décentralisés Centralisés à eau ou fluide frigorigène Centralisés à air Surventilation nocturne mécanique 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 18

19 Systèmes de refroidissement Démarche méthodologique analogue au chauffage : Émission : variation spatio temporelle Distribution : pertes des réseaux Génération : efficacité et COP moyen annuel Valeurs nominales corrigées des effets non nominaux et de charge partielle 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 19

20 Les nouvelles zones climatiques pour le C 8 zones climatiques Meilleure évaluation du C Les variations géographiques sont différentes en été et en hiver Les années type ont été recalées pour respecter les moyennes climatiques 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 20

21 Correction d altitude Pour l ensemble des zones, les valeurs de référence correspondent au niveau de la mer (altitude 0). La prise en compte de l altitude, z, est effectuée par une diminution de la température extérieure, égale à : altitude Correction Inférieure ou égale à 400 m 0 C Supérieure à 400m et inférieure ou égale à 800 m -2 C Supérieure à 800 m -4 C 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 21

22 Autres évolutions Valeurs réelles pour : Les baies : orientation, facteur solaire L'inertie Valorisation possible des réseaux de ventilation étanches sans mesure in situ Valorisation possible de l'étanchéité du bâti sans mesure in situ par une démarche qualité Simplification des réseaux de distribution Recalage du calcul des chaudières bois 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 22

23 Le type d usages Établissements sanitaires avec hébergement Logements (bâtiments d habitation) Hôtellerie et autres hébergements Locaux où il n est pas possible pour des raisons de conservation des objets entreposés de laisser dériver sensiblement la température Établissement sanitaire sans hébergement Enseignement Bureaux Salles de spectacle, de conférence Commerces Restauration plusieurs repas par jour Locaux non compris dans une autre catégorie Établissements sportifs Stockage Industrie Transport Restauration un repas par jour 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 23

24 Scénarios par usages Horaires d'occupation Horaires Heures par jour Jours par semaine Longs 16 (de 0h à 10h et de 18h à 24h) 5 (lundi au vendredi) Températures de consigne 24h Samedi et dimanche Moyens 10 (8h à 18 h) 5 (lundi au vendredi) Courts 5 (9h à 14 h) 5 (lundi au vendredi) Niveau de température Occupation Réduction de chauffage de moins de 48h Réduction de chauffage de plus de 48h Élevé 21 C 18 C 7 C Moyen 19 C 16 C 7 C Réduit 15 C 7 C 7 C 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 24

25 Définition de la période de chauffage et de refroidissement Zone 1 Zone 2 Bâtiment 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 25

26 Ventilation On distingue 4 types de systèmes : 1) ventilation mécanique, 2) ventilation naturelle par conduits, 3) ventilation hybride, 4) aération par ouverture des fenêtres Perméabilité. Usage Perméabilité par défaut (en m3/(h.m2)) Bâtiment justifié dans le cadre de la démarche de qualité de l'étanchéité à l'air Logement individuel 1,3 0,8 Logement collectif, bureaux, 1,7 1,2 hôtels, restauration, enseignement, petits Autres usages 3,0 2,5 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 26

27 Emission de chauffage et de froid Efficacité de l'émetteur (écart au point de consigne) en chaud Classes de variation spatiale en chaud Émetteur locaux de moins de 4 m sous plafond locaux de 4 à 6 m sous plafond locaux de 6 à 8 m sous plafond locaux de plus de 8 m sous plafond C A Plancher chauffant B C Soufflage d'air chaud avec reprise < 3m du sol Émetteurs avec brassage en position basse Émetteurs rayonnants Émetteurs basse température Plafonds rayonnants Cassettes et tubes à plus de 4m du sol Autres émetteurs 0,2 0,8 1,2 1,6 0,4 1,2 2,0 2,8 Efficacité de la régulation suivant le même principe Démarche analogue pour le refroidissement 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 27

28 Les pertes de distribution dépendent : de la longueur du réseau, des déperditions linéiques, Distribution de chauffage et de froid de l'écart température de distribution utile entre le réseau et l'ambiance Exemple de longueurs de réseau / surface utile Ares Ares Type de réseau de distribution en résidentiel en locaux autres Bitube Centralisé Monotube Plancher Chauffant mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 28

29 Générateur de chaleur et de froid Générateurs à combustible Gaz, Fioul, bois Démarche proche de la RT2000 Réseaux de chaleur Efficacité de la station d'échange Générateurs thermodynamiques COP et Efficacité à pleine charge en conditions nominales Corrigé par les effets de charge partielle et de conditions non nominales 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 29

30 Eau chaude sanitaire Besoins thermiques fonctions de besoins volumique, de la température d'arrivé d'eau (température d'usage = 40 C) Besoins volumiques : Résidentiel : fonction de la surface du logement Non résidentiel Hébergement : nombre de lits Hôtels : nombre de chambres Restauration : nombre de repas Autres : négligé l/semaine l/(semaine.m2) * surface du logement en m2 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 30

31 Eclairage Les consommations dépendent : En non résidentiel des capacités en éclairement naturel de la puissance installée du mode de gestion En résidentiel Le système d'éclairage est conventionnel Les logements bénéficiant d'un bon éclairage naturel sont valorisés Les consommations sont prises en compte pour les besoins de chaleur et de froid 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 31

32 Les sorties réglementaires De base C, exprimé en kwhep / m2 Tic : température atteint un jour chaud d'été D'aide à la compréhension Déperditions statiques Débits de ventilation En occupation et inoccupation Débit spécifique dû à la perméabilité Consommations par énergie et par poste Chaud, froid,ventilation, ECS, éclairage Étude de sensibilité aux principaux paramètres 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 32

33 Calcul du coefficient C Cep = Cch Cep-ch + Cfr Cep-fr +Cecs Cep-ecs + Cecl Cep-ecl +Cvent Cep-vent + Caux Cep-aux Epv Cep-pv Avec (en kwh/m2 d'énergie finale): Cch chauffage Cfr refroidissement Cecl éclairage, Cecs eau chaude sanitaire,, Cvent ventilateurs, Caux autres auxiliaires de distribution et génération, Epv représente la fourniture d'énergie photovoltaïque,, Cep.ch, Cep.fr, Cep.ecs, Cep.ecl, Cep.vent Cep.aux Cep-pv sont les coefficients de transformation en énergie primaire (2,58 pour l'électricité, 1 pour les autres énergies). 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 33

34 Exemple de résultats 250 kwhep/(m2.an) auxoliaires ventilation éclairage refroidissement ECS chauffage 0 maison élec H1 maison élec H3 collectif gaz H1 collectif gaz H3 bureau PAC H1 bureau PAC H3 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 34

35 Les évolutions ultérieures Meilleure prise en compte des systèmes thermodynamiques Puits canadiens Protections solaires 16 mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 35

36 Les solutions techniques Permettent le respect de la réglementation sans calcul en particulier à l'initiative des professionnels Travaux en cours Solutions techniques maisons individuelles Analogues à celles de la RT 2000 Solutions techniques confort d'été Permettront le respect réglementaire sans calcul en termes d'exigence de protection solaire requise Mode d'utilisation analogue à l'exigence réglementaire de la RT mars 2006 Les Rendez-vous du CSTB PAGE 36