CAHIER DES CHARGES ETUDES BASSE ENERGIE

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1 CAHIER DES CHARGES ETUDES BASSE ENERGIE Le second appel à projets Bâtiments économes en énergie de l ADEME et de la Région Alsace va permettre de continuer à favoriser l émergence de bâtiments économes en énergie en Alsace et de favoriser la relance du secteur du bâtiment et la mutation nécessaire de ses métiers. Les projets seront présentés au Jury technique de l ADEME et au comité de suivi du Conseil Régional d Alsace après la phase études. Les études devront être menées jusqu au niveau APD aussi bien pour la solution RT 2005 que pour la solution basse consommation. L ADEME et la Région Alsace financeront à 80% l étude basse énergie réalisée par simulation dynamique et l étude économique, si elles respectent le présent cahier des charges. Un des objectifs est d aider et d encourager les bureaux d études à acquérir un logiciel de simulation dynamique et à l utiliser. Pour 2009, le plafond des dépenses éligibles pour cette étude sera de euros HT. L aide maximum pour cette étude sera de euros. 1. OBJECTIFS DES ETUDES Les études réalisées pour les opérations s inscrivant dans le cadre de l appel à projets doivent servir de références pour tous les projets qui verront le jour à moyen et à long terme. Un des objectifs de l appel à projets est d obtenir une solution basse consommation généralisable pour chaque type de bâtiments. Pour cela, il faut qu elle puisse concurrencer la solution réglementaire. L étude basse consommation par simulation dynamique va permettre de comparer différentes variantes de solutions basse consommation entre elles pour ne garder que la plus intéressante techniquement et financièrement. C est cette solution basse consommation qui sera ensuite comparée à la solution réglementaire RT2005 ou RT existant. 1

2 2. INTERET DU LOGICIEL DE SIMULATION DYNAMIQUE : COMPARAISON DE SOLUTIONS BASSE CONSOMMATION ENTRE ELLES La solution basse consommation sera déterminée par une étude réalisée avec un logiciel de simulation dynamique type Pléiade-Comfie ou logiciels similaires. Il s agit d un outil d aide à la conception énergétique du bâtiment qui permet de comparer différents choix techniques et de les optimiser. La simulation dynamique sera utilisée pour arrêter certains choix techniques et donc identifier la solution basse consommation techniquement et financièrement la mieux adaptée au projet. Une solution basse consommation est la somme de nombreux paramètres que le logiciel intègre et permet de faire varier directement ou indirectement : - la conception architecturale : orientation du bâtiment, compacité, etc. - l enveloppe thermique : nature, type et épaisseur d isolants sur les différentes parois, ponts thermiques, etc. type, surface et orientation des fenêtres (vitrages + châssis) et menuiseries, etc. - les systèmes énergétiques : ventilation (simple flux hygro-réglable de type B, double flux avec récupération de chaleur) système de production de chaleur et de froid (chaudières, PAC) etc. - le confort d été : masques et protections solaires limitation des charges internes inertie thermique sur-ventilation nocturne Le bureau d étude doit donc travailler avec le maître d ouvrage et l architecte pour identifier les différentes variantes de solutions basse consommation adaptées au projet. Il fera varier les paramètres correspondants et exploitera les résultats en terme de consommations et de confort d été de manière à présenter des graphes commentés. Une fois les solutions, permettant d atteindre l objectif de consommation, connues, le bureau d étude proposera les plus intéressantes et réalisera une étude en coût global sur chacune d elles, pour que le maître d ouvrage puisse faire son choix. Un expert technique pourra intervenir et apporter son avis concernant les paramètres à faire varier, l exploitation des résultats et la sélection des solutions à étudier économiquement. L expert technique est financé par la Région Alsace et l ADEME. Il sera délégué au projet à la demande du maître d ouvrage. L ADEME et la Région Alsace pourront participer à certaines de ces discussions. 2

3 3. PLAN ET CONTENU DU RENDU DES ETUDES Le rendu des études thermiques comprendra les parties suivantes : - préambule et présentation du projet - rendu étude selon calcul réglementaire RT2005 (bâtiment neuf) ou rendu selon les RT existant, globale et élément par élément (bâtiment existant) - rendu étude par simulation dynamique - étude économique - conclusion - fiche de synthèse (document excel à télécharger sur - annexes (tous les calculs devront figurer en annexe du rendu). Les coûts pour chacune des études (étude RT2005, étude simulation dynamique - comprenant l étude solaire - et étude économique) devront être détaillés dans le devis du bureau d étude Préambule (pour la construction neuve et la réhabilitation) Présentation du projet : - situation du terrain, - description de l usage prévu pour le bâtiment, - description des impératifs (du maître d ouvrage, de la commune ), - qualité environnementale globale du projet (positionnement par rapport aux différents axes donnés en annexe 2 du présent document en option ). - etc Rendu de l étude avec calcul réglementaire RT2005 (pour la construction neuve) : Calcul de la consommation prévisionnelle du bâtiment basse consommation selon calcul réglementaire RT Le rendu devra spécifier toutes les hypothèses retenues ainsi que : Détail du calcul de la Surface hors œuvre nette, Détail du calcul de la Surface Habitable, Conception envisagée: (surfaces vitrées selon orientations, puits de lumière, protections solaires, ), Description de l enveloppe : (composition des parois et coefficients U, ponts thermiques et coefficients ψ, caractéristiques des vitrages ), les garde-fous de la RT seront rappelés, Description des équipements pour les postes de chauffage, de refroidissement, de ventilation, de production d, avec les caractéristiques des équipements. Les différents scenarii de chauffage, de ventilation, Les hypothèses d occupations, et d apports internes, Les consommations, par postes (chauffage, refroidissement, ventilation,, auxiliaires et éclairage), seront reprises dans le tableau de la fiche de synthèse (modèle en annexe 1 ) Les coûts prévisionnels par poste et par an des équipements, de leur installation, de leur maintenance et de leur exploitation par rapport aux consommations théoriques 3

4 prévues. Ces données figureront également dans le tableau de la fiche de synthèse. (modèle en annexe 1 ). La fiche de synthèse XML normalisée du calcul RT2005 devra également être fournie Rendu de l étude RT existant globale ou élément par élément (pour la réhabilitation) : Cette étude spécifiera : - Détail du calcul de la Surface hors œuvre nette, - Détail du calcul de la Surface Habitable, - Conception actuelle : (surfaces vitrées selon orientations, puits de lumière, protections solaires, ), - Description de l enveloppe : (composition des parois et coefficients U, ponts thermiques et coefficients ψ, caractéristiques des vitrages ), - Description des équipements pour les postes de chauffage, de refroidissement, de ventilation, de production d, avec les caractéristiques des équipements. - L état des lieux des différentes régulations et programmations de chauffage, de ventilation, - Les hypothèses d occupations actuelles du bâtiment et d apports internes. - Les consommations par postes (chauffage, refroidissement, ventilation,, auxiliaires et éclairage), seront reprises dans le tableau de la fiche de synthèse (modèle en annexe 1 ) - Les coûts de maintenance et leur exploitation par rapport aux consommations prévues. Ces données figureront également dans le tableau de la fiche de synthèse (modèle en annexe 1 ). - Le programme des travaux éventuellement prévus dans les années à venir. Les coûts de ces travaux seront donnés à partir des coûts de référence ANAH *. On précisera également les coûts de maintenance et d exploitation pour une solution bâtiment existant avec travaux programmés réalisés (tableau annexe 1 ) Rendu étude par simulation dynamique (neuf et réhabilitation) Dans le cas d une construction de bâtiment, il peut être intéressant de simuler sur logiciel la solution réglementaire (pour faciliter le calcul des données demandées en annexe 1 ) ou la situation de l existant (pour l annexe 1 dans le cas d une rénovation). Le rendu devra contenir les parties suivantes : i. Paramètres - Les scenarii de chauffage, de ventilation, d occupation, et d apports internes, - Identification des paramètres (voir chapitre 2) à faire varier et justification (en préciser l intérêt), * lien vers les documents : 4

5 ii. Simulations enveloppe et ventilation - Présenter les résultats des variations de paramètres sur les besoins en chauffage du bâtiment ; ceci sous forme de graphiques (type graphiques étude sur la basse énergie appliquée aux bâtiments anciens d ENERTECH, téléchargeable sur - Commentaires et première sélection de solutions (critères : coûts estimés et performances), iii. Etude confort d été (à partir des données de l année 2003 sur Strasbourg, Colmar ou Mulhouse) - Etude du confort d été pour ces solutions (variation des paramètres correspondants), présentation des résultats (en graphiques de fréquences cumulées sur une année), focus sur des zones critiques sur une journée d été avec occupation maximale des locaux (dans ce cas, cette journée est le 1 er juin 2003) - Conclusions sur les équipements à mettre en œuvre. iv. Système de chauffage et cumul des consommations - Choix du système de chauffage (et de refroidissement si nécessaire) le mieux adapté (les rendements de production, de distribution et de régulation seront détaillés), - Les graphiques présentant les besoins seront transformés en graphiques présentant les consommations en énergie primaire pour le chauffage et le refroidissement, - On y ajoutera les consommations en énergie primaire des ventilateurs, puis les consommations en énergie primaire pour la production d eau chaude sanitaire (les calculs pour les consommations de ventilateurs figureront dans le rendu de l étude). L étude solaire sera réalisée conformément au cahier des charges (annexe 02 : Cahier des charges détaillé EC Solaire) - Commentaires sur les graphiques de consommations cumulées obtenus, - Conclusions et seconde sélection de solutions parmi celles permettant d atteindre l objectif de consommation et présentant un intérêt particulier (celles qui paraissent les moins chères, la solution qui conduit à la consommation la plus basse ), v. Conclusion - Fiche récapitulative pour chaque solution retenue (1 page/ solution) Etude économique (neuf et réhabilitation) L étude économique vise à calculer, par la méthode du coût global actualisé, le temps de retour : - Des solutions basse consommation les plus intéressantes (maximum 3) par rapport à la solution réglementaire pour le neuf, - Des solutions basse consommation les plus intéressantes (maximum 3) et de la solution travaux programmés pour la rénovation par rapport à l état actuel du bâtiment en rénovation. Ceci à partir des chiffrages des investissements, exploitation et maintenance par poste pour les différentes solutions (tableaux en annexe 1 ou 1 ). Le calcul du temps de retour sur investissement par la méthode de coût global actualisé sera calculé avec les hypothèses suivantes: 5

6 Cas 1 : taux d actualisation de 3% et hausse du coût de l énergie de 3% par an. Cas 2 : taux d actualisation de 3% et hausse du coût de l énergie de 6% par an. Cas 3 : taux d actualisation de 3% et hausse du coût de l énergie de 9% par an. Les résultats seront commentés et présentés sous forme de graphiques permettant la comparaison des différentes solutions Bilan Solution finalement retenue après simulation dynamique et étude économique. Commentaires. Le bureau d études complètera la fiche de rendu des études, jointe en annexe 1 pour le neuf et en annexe 1 pour la rénovation. Les prix des énergies utilisés seront ceux du 15 Août 2008, source DGEMP (Direction Générale de l Energie et des Matières Premières). 6

7 Annexe 1 FICHE-TYPE DE RENDU DES ETUDES POUR LE NEUF Le détail des calculs pour les différents éléments listés ci-dessous doit figurer dans l étude réalisée par le bureau d études. 1. Surfaces Surface Hors Œuvre nette (SHON) : Surface Habitable (SHAB) : 2. Consommations et coûts prévisionnels i. Solution RT 2005 consommation totale (doit être égale à C ref.) Postes Description des équipements Consommations Coûts annuels Installation Exploitation Maintenance Sous-Total Auxiliaires Total coût travaux HT pour la solution réglementaire par poste ii. Solution basse consommation consommation totale (selon simulation dynamique) En kwh/m².an d énergie primaire par rapport à la SHON

8 Postes Description des équipements Consommations Coûts annuels Installation Exploitation Maintenance Sous-Total Auxiliaires Total étanchéité à l air prévisionnel (I4) : 3. Coûts prévisionnels Coûts prévisionnels des travaux programmés et ceux de la solution basse consommation, répartis par lot. Les surcoûts par lot liés à la solution basse consommation devront également figurés dans le tableau. Le coût supplémentaire pour une action X est calculé par la formule : Coût supp X = Coût basse conso X Coût ANAH X. Travaux RT 2005 Solution basse consommation Différence entre les deux solutions Lot 1 : Lot 2 : Lot 3 : etc. 4. Temps de retour Temps de retour sur investissement (cas 1) : Temps de retour sur investissement (cas 2) : Temps de retour sur investissement (cas 3) : D après calcul selon méthode coût global actualisé, en tenant compte d un taux d actualisation de 3% et d une hausse du coût de l énergie de 3% (cas1), de 6% (cas2), de 9% (cas3). Les prix des énergies utilisés seront ceux du 15 Août 2008, source DGEMP (Direction Générale de l Energie et des Matières Premières). 5. Confort d été Température de confort en été souhaitée par le maître d ouvrage : Température intérieure de confort en été (Tic réglementaire): Fréquence cumulée des températures supérieures à la température de confort : -solution RT 2005 : -solution basse consommation : En kwh/m².an d énergie primaire par rapport à la SHON

9 6. Caractéristiques du bâtiment SOLUTION RT 2005 Conception : Surface vitrée sud / est / ouest / nord et par rapport à m²shab. Compacité Equipements (puits lumière, protections solaires ): Enveloppe : Compositions des différentes parois. Détails des ponts thermiques. Vitrages. Equipements : SOLUTION BASSE CONSOMMATION Conception : Surface vitrée sud / est / ouest / nord et par rapport à m²shab. Compacité Equipements (puits lumière, protections solaires ): Enveloppe : Compositions des différentes parois. Détails des ponts thermiques et détails étanchéité à l air (schémas en annexes si possibles). Vitrages. Equipements : Investissement supplémentaire En [ ] et en [ /m² SHON] Baisse de la consommation [kwh économisé/ m² SHON] [ / kwh économisé] Dans les deux dernières colonnes de ce tableau, la comparaison se fera entre la solution basse consommation et la solution RT La diminution de consommation est calculée pour chaque mesure prise séparément par rapport à la solution réglementaire. 7. Liste des compteurs à mettre en place pour chaque poste Poste et emplacement Compteurs Objectif de la mesure Chiffrage prévisionnel :

10 Annexe 1 FICHE-TYPE DE RENDU DES ETUDES POUR LA RENOVATION Le détail des calculs pour les différents éléments listés ci-dessous doit figurer dans l étude réalisée par le bureau d études. 1. Surfaces Surface Hors Œuvre nette (SHON) :le détail du calcul doit figurer dans l étude. Surface Habitable (SHAB) : 2. Consommations i. Bâtiment existant Bilan des consommations Postes Description des équipements Consommations ** Coûts annuels Installation Exploitation Maintenance Sous-Total Auxiliaires Total Liste des travaux prévus dans le programme des travaux du bâtiment Travaux :. - prévu pour jj/mm/aaaa ** En kwh/m².an d énergie primaire par rapport à la SHON

11 ii. Solution bâtiment existant avec travaux programmés réalisés Consommations (selon méthode de calcul Th-C-E-ex) Postes Description des équipements Consommations Coûts annuels Installation Exploitation Maintenance Sous-Total Auxiliaires Total iii. Solution basse consommation Consommations (selon simulation dynamique) Postes Description des équipements Consommations Coûts annuels Installation Exploitation Maintenance Sous-Total Auxiliaires Total Etanchéité à l air prévisionnelle (I4) : 3. Coûts prévisionnels Coûts prévisionnels des travaux programmés et ceux de la solution basse consommation, répartis par lot. Les surcoûts par lot liés à la solution basse consommation devront également figurés dans le tableau. Le coût supplémentaire pour une action X est calculé par la formule : Coût supp X = Coût basse conso X Coût ANAH X. Lot 1 Lot 2 Solution RT existant (globale ou élément par élément) Solution basse consommation Différence entre les deux solutions

12 Etc. 4. Temps de retour Temps de retour sur investissement (cas 1) : Temps de retour sur investissement (cas 2) : Temps de retour sur investissement (cas 3) : D après calcul selon méthode coût global actualisé, en tenant compte d un taux d actualisation de 3% et d une hausse du coût de l énergie de 3% (cas1), de 6% (cas2), de 9% (cas3). Les prix des énergies utilisés seront ceux du 15 Août 2008, source DGEMP (Direction Générale de l Energie et des Matières Premières). 5. Confort d été Température de confort en été souhaitée par le maître d ouvrage : Fréquence cumulée des températures supérieures à la température de confort : Nature des stratégies mises en œuvre dans la solution basse consommation : 6. Caractéristiques du bâtiment ETAT ACTUEL Conception : Surface vitrée sud / est / ouest / nord et par rapport à m²shab. Compacité Equipements (puit s lumière, protections solaires ): Enveloppe : Compositions des différentes parois. Détails des ponts thermiques. Vitrages. SOLUTION RT EXISTANT (globale ou élément par élément Conception : Surface vitrée sud / est / ouest / nord et par rapport à m²shab. Compacité Equipements (pui ts lumière, protections solaires ): Enveloppe : Compositions des différentes parois. Détails des ponts thermiques et détails étanchéité à l air (schémas en annexes si possibles). Vitrages. SOLUTION BASSE CONSOMMATION Conception : Surface vitrée sud / est / ouest / nord et par rapport à m²shab. Compacité Equipements (puits lumière, protections solaires ): Enveloppe : Compositions des différentes parois. Détails des ponts thermiques et détails étanchéité à l air (schémas en annexes si possibles). Vitrages. Investissement supplémentaire Entre la solution RT existant et la solution BBC En [ ] et en [ /m² SHON] Baisse de la consommation Entre la solution RT existant et la solution BBC [kwh économisé/ m² SHON] / kwh économisé

13 Equipements : Equipements : Equipements : La diminution de consommation est calculée par rapport à la consommation du bâtiment existant et ceci pour chacun des travaux pris séparément. 7. Liste des compteurs à mettre en place pour chaque poste Poste et emplacement Compteurs Objectif de la mesure Chiffrage prévisionnel :

14 Annexe 2 QUALITE ENVIRONNEMENTALE GLOBALE DU PROJET La qualité environnementale globale du projet n est pas un critère nécessaire à sa sélection. Une approche intéressante du maître d ouvrage sur ce sujet jouera en revanche en sa faveur. Le maître d ouvrage peut positionner, de manière succincte, son projet par rapport aux points listés ci-dessous : 1. Respect de ceux qui vont vivre avec le bâtiment 2. Dialogue avec le site 3. Conception et aménagement des espaces plantes 4. Droit des riverains 5. Transports et déplacements urbains 6. Choix des techniques, produits et matériaux 7. Techniques, produits et matériaux : Energies grises et économies de ressources 8. Techniques, produits et matériaux : Risques Santé et environnement, en fabrication et sur chantier 9. Techniques, produits et matériaux : Risques sur l environnement 10. Adaptabilité du bâtiment 11. Déconstruction et gestion des déchets 12. Chantier : nuisances, pollutions, risque santé et environnement 13. Chantier : déchets de chantiers 14. Economies d énergie sur l électroménager 15. Economies d énergie pour les autres usages en tertiaire 16. Energies renouvelables : solaire 17. Energies renouvelables : éolien 18. Energies renouvelables : bois énergie 19. Energies renouvelables : valorisation des déchets 20. Energies renouvelables : hydraulique 21. Energies renouvelables : géothermie 22. Cogénération 23. Couche d ozone 24. Pluies acides 25. Effet de serre 26. Déchets radioactifs 27. Economie d eau potable 28. Récupération des eaux de pluie 29. Gestion des eaux pluviales à la parcelle 30. Systèmes d assainissement innovants

15 31. Gestion des déchets ménagers 32. Gestion des déchets d activités 33. Entretien, maintenance 34. Confort acoustique 35. naturel 36. pour la qualité de l air et le confort olfactif 37. Confort et santé des occupants : risques chimiques et biologiques 38. Confort et santé des occupants : risques dus à la radioactivité et aux ondes électromagnétiques 39. Qualité de l eau.

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