Cours SIA 380/1, édition 2009

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1 Cours SIA 380/1, édition 2009 HES-SO Valais Pierre-André Seppey Novembre 2009

2 Aujourd hui Il y a quelques années

3 La norme SIA 380/1, édition 2009 Les 6 chapitres de la norme: 0 Domaine d application 1 Terminologie 2 Performances requises 3 Calcul des besoins de chaleur pour le chauffage 4 Besoins de chaleur pour l eau chaude sanitaire 5 Pertes de chaleur du système de chauffage, du système de préparation d eau chaude et fraction utile

4 La norme SIA 380/1, édition 2009 et ses annexes normatives A. Catégories d ouvrages et conditions normales d utilisation B. Récapitulation des valeurs de calcul C. Cages d escalier et cages d ascenseur et informatives D. Valeurs indicatives de la fraction utile E. Recueil des formules F. Indice de dépense d énergie G. Publications

5 Délimitation (0.1) Traite des besoins pour chauffage et production d ECS Concerne les bâtiments à construire, les éléments d enveloppe neufs, les transformations et les changements d affectation dès l instant où T ambiante > 10 C N aborde pas la production efficace de chaleur => SIA 384 Installations de chauffage dans les bâtiments et SIA 385 Installations d alimentation en ECS dans les bâtiments N aborde pas l utilisation rationnelle de l électricité => SIA 380/4 L énergie électrique dans le bâtiment

6 Domaine d utilisation (0.3) Optimisation Justification Comparaison Pour planifier et optimiser la conception d un bâtiment Pour vérifier le respect des exigences normatives et légales Pour comparer les valeurs mesurées avec celles calculées Comparaison des valeurs U de chaque élément d enveloppe avec les valeurs-limites (ou cibles) = Performances ponctuelles Le besoin en énergie de chauffage pour l objet est inférieur à la valeur-limite (ou cible) = Performance globale

7 Le bâtiment : un équilibre

8 Bilan thermique (1.1)

9 Besoins de chaleur pour le chauffage (1.2)

10 Taux d utilisation des apports de chaleur C est un facteur de réduction qui intervient dans un bilan stationnaire: une partie seulement des apports de chaleur sont utiles Le facteur de réduction tient compte, de manière approchée, du comportement dynamique du bâtiment. Il dépend de l inertie du bâtiment et du rapport entre les apports et les déperditions de chaleur

11 Quelques définitions (1.3) Température ambiante? o et extérieure? e [ C] Surface de l enveloppe thermique A th [m 2 ] Capacité thermique C [MJ/K] Déperditions par transmission Q T et par renouvellement d air Q V [MJ/m 2 ] Facteurs de réduction des déperditions contre terrain ou locaux non chauffés Besoins de chaleur pour le chauffage Q h [MJ/m 2 ] Surface de référence énergétique (SRE) A E [m 2 ] Facteur d enveloppe A th /A E Coefficients de transmission thermique U [W/m 2 K],? [W/mK],? [W/K] Apports de chaleur solaires Q S et internes Q i [MJ/m 2 ] Ponts thermiques Valeur-limite des besoins de chaleur pour le chauffage Q h,li [MJ/m 2 ]

12 PERFORMANCES PONCTUELLES

13 Avertissement préalable Le respect des performances ponctuelles ou de la performance globale ne signifie pas que l ouvrage répond aux exigences concernant la protection contre l humidité et la protection thermique en été, selon la norme SIA 180 ou le cahier technique 2021 (bâtiments vitrés). (SIA 380/1, chiffre 2.1.5)

14 Justification par performances ponctuelles (SIA 2.2) Permet d éviter le calcul des besoins de chaleur

15 Qualité de l ouvrage: «performances ponctuelles» Coefficients de transmission thermique à respecter SIA 380/1 chapitre SIA 380/1 chapitre Respecter les valeurs-limites des ponts thermiques

16 Les valeurs U : exemple de calcul Catalogues d éléments de construction, logiciels de calcul Attention au calcul des éléments inhomogènes

17 Les valeurs U : Rsi - Rse

18 Qualité fixée pour les composants Pour les transformations et les changements d affectation, les valeurs sont différentes ( )

19 Qualité de l enveloppe

20 Les ponts thermiques

21 Valeurs-limites et valeurs-cibles des ponts thermiques

22 Valeurs-limites U pour lesquelles le justificatif des ponts thermiques n est pas exigé

23 Remarques concernant les ponts thermiques Il n existe pas de valeurs-limites pour les ponts thermiques constructifs situés en sous-sol et devant être exécutés en béton armé pour des raisons de statique ou d étanchéité (pris en compte lors de la performance globale) Les ponts thermiques combinés (exp: porte-fenêtre et dalle de balcon) doivent être calculés séparément Pour les ponts thermiques, il n y a pas de correction des valeurs-limites en fonction de T ambiante ou de T moyenne annuelle SIA 380/1 chapitre SIA 380/1 chapitre SIA 380/1 chapitre

24 Majoration des valeurs-limites SIA 380/1 chapitre Si T ambiante* > 20 C U = 5% de moins par K *Selon conditions normales d utilisation Si T ambiante* < 20 C U = 5% de plus par K

25 Cages d escaliers et cages d ascenseur ( & Annexe C) pour performances ponctuelles Si dans enveloppe thermique: étanche selon SIA 180, avec clapets étanches et si partie inférieure non chauffée: alors pas d exigence pour la partie inférieure malgré l interruption du périmètre isolé Cette simplification n est pas applicable aux escaliers ouverts sur appartement (maison individuelle)

26 PERFORMANCES GLOBALES

27 Le principe de calcul (2.3) Air vicié T ext Gains solaires Transmission T int Gains internes Stockage T Air frais C est le concept dans son ensemble qui est «certifié»

28 Justification par performance globale (2.3)

29 Liste des logiciels homologués

30 Rappel: bilan énergétique et besoins de chaleur Q h Q h = Q T + Q V? g (Q i + Q s ) Besoins = transmissions + renouvellement air -? g (apports internes et solaires) = taux d utilisation des apports de chaleur

31 Qualité de l ouvrage «performance globale» Les 2 règles essentielles restent valables, mais le concepteur peut dépasser les valeurs-limites quelque part et compenser ailleurs Choisir des bons éléments d enveloppe (isolation) Réduire les ponts thermiques

32 Grandeurs considérées Air vicié T ext Gains solaires T int Transmission Gains internes T Stockage Air frais

33 La surface de référence énergétique Dimensions extérieures Toutes les surfaces brutes de plancher des locaux chauffés ou climatisés Attention aux locaux non pris en compte dans la SRE: chambre à lessive, buanderie, chauffage, garage, rangement, SRE: voir SIA 416/1

34 Coup d œil à la norme 416/1 Au chapitre 2.2 et 2.3: Précisions concernant les limites de l enveloppe thermique du bâtiment

35 Coup d œil à la norme 416/1 (suite) Au chapitre 3.2: Précisions concernant la surface de référence énergétique (SRE) Si hauteur finie d étage < 1m: Pas pris en compte dans la SRE

36 Surface de l enveloppe thermique Les surfaces contre les locaux chauffés ne sont pas comprises

37 Facteur de réduction contact terrain

38 Cages d escaliers et cages d ascenseur ( ) Si dans enveloppe thermique: étanche selon SIA 180, avec clapets étanches et si partie inférieure non chauffée: Calculer alors avec U = 2,5 W/m 2 K pour la surface de contact, avec?? =?ambiant -?extérieur Surface de contact Cette simplification n est pas applicable aux escaliers ouverts sur appartement (maison individuelle)

39 Capacité thermique

40 SIA 380/1 Annexe A Les conditions normales d utilisation pour chaque catégorie d ouvrages

41 La température ambiante Majoration de la température ambiante : Si régulation par pièce ou Tdépart chauffage <30 C : 0 K Si régulation à partir d une pièce de référence : 1 K Autres cas : 2 K

42 La surface par personne

43 La chaleur moyenne dégagée par personne

44 La durée de présence des personnes

45 Les besoins d électricité et leurs facteurs de réduction

46 Le débit d air neuf Correspond au débit moyen d air neuf nécessaire pour garantir une hygiène de l air en fonction de l occupation des locaux à la température de consigne

47 Données climatiques Les données climatiques sont données par le cahier technique SIA Ces données remplacent celles de la norme SIA 381/2 depuis l édition 2009 de la norme SIA 380/1 L altitude, le rayonnement ainsi que les températures moyennes mensuelles sont considérés dans le calcul

48 Les stations climatiques de la SIA 380/1:2009

49 Facteur d ombrage ( ) Le facteur d ombrage Fs = F s1 x F s2 x F s3 tient compte de l effet des ombres sur la réduction des apports solaires F s1 facteur de réduction dû à l horizon (topographie ou bâtiments) F s2 facteur de réduction dû à un surplomb F s3 facteur de réduction dû à un écran latéral

50 Les valeurs étant introduites Surface de référence énergétique Surface des éléments du bâtiment Valeurs U et ponts thermiques Facteurs de réduction (terrain, non chauffé) Inertie Thermique T chauffage sol ou devant vitrage Système de régulation Catégorie d ouvrage Bât. neuf ou transformé? Facteur d ombrage Station météo

51 Le programme de calcul les digère dans le logiciel homologu é de votre choix

52 pour définir les flux d énergie

53 et déterminer les besoins de chaleur pour le chauffage SIA 380/1 chapitre 3

54 puis les comparer à la valeur-limite Q h Q h,li

55 Si Q h > Q h,li Où se trouve l isolation? Peut-on améliorer les valeurs U (épaisseur, conductibilité)? Peut-on améliorer la qualité des fenêtres (valeurs U et g du vitrage, cadre)? Peut-on réduire les ponts thermiques?

56 Les valeurs-limites (2.3.8) Q h,li = Q h,li0 +? Q h,li (A th / A E )

57 Les valeurs sont pondérées en fonction du facteur d enveloppe A th /A E Forme compacte plus favorable que forme découpée Surface d enveloppe réduite par rapport à SRE = économie d énergie et d argent

58 Correction (automatique) des valeurs-limites (2.3.9 à ) Ces valeurs sont calculées pour une température moyenne extérieure de 8,5 C. Si T moyenne annuelle plus froide: + 8% par K d écart Si T moyenne annuelle plus chaude: - 8% par K d écart S il s agit de transformation, une majoration de 25% des valeurs-limites est appliquée

59 La norme SIA 380/1 prescrit en outre Une majoration de la température ambiante pour une régulation non performante ( ) Une majoration de température ambiante si chauffage intégré aux éléments d enveloppe ou radiateur devant vitrage ( ) Un facteur de réduction pour plafonds, parois ou planchers contre locaux non chauffés ( ) Un facteur de réduction pour parois ou planchers contre le terrain. Ce facteur dépend du rapport entre la surface de l élément concerné et de son périmètre en contact avec le terrain, et de la profondeur à laquelle se trouve l élément ( ) Par défaut: une valeur g pour les vitrages ( ) Un facteur de réduction des apports solaires dû aux cadres de fenêtre ( )

60 EXEMPLE

61

62 LES ERREURS LES PLUS FRÉQUENTES

63 Les erreurs les plus fréquentes Les erreurs de surface - SRE La non introduction des ombrages La non introduction des ponts thermiques La non introduction du chauffage de sol Le calcul des valeurs U composites Les divers paramètres de régulation, température, etc.

64 Les erreurs les plus fréquentes Façades opposées de mêmes surfaces Toit > plancher

65 QUOI DE NEUF EN 2009

66 Les changements dans l édition 2009 (1) Les performances ponctuelles requises sont sensiblement renforcées SIA 380/ SIA 380/1 2007

67 Les changements dans l édition 2009 (2) Les valeurs-limites pour la performance globale requise sont abaissées en moyenne de 25% sur l ensemble des catégories SIA 380/ SIA 380/1 2009

68 Les changements dans l édition 2009 (3) Lors de transformations et de changements d affectation, exigences différenciées entre éléments neufs ou touchés par transformations ou changements d affectation Les valeurs-limites pour les transformations = 125% des valeurslimites pour bâtiments neufs (performance globale) (SIA 380/1 2007: 140%) Les nouvelles valeurs-cibles pour transformations et changements d affectation = 80% des valeurs-limites pour transformations et changements d affectation Les valeurs-limites pour performances ponctuelles requises ne sont plus corrigées en fonction de la température moyenne annuelle

69 Les changements dans l édition 2009 (4) Pour la performance globale requise, la correction des valeurslimites et valeurs-cibles passe de 4% à 8% par K d écart par rapport à 8.5 C Un tableau présente les valeurs-limites évitant le justificatif des ponts thermiques pour les performances ponctuelles requises Les données climatiques de la norme SIA 381/2 sont remplacées par celles du cahier technique 2028 (édition 2008) Les indices maximaux de dépense d énergie sont adaptés aux valeurs-limites pour performance globale RAPPEL: la correction de hauteur n est plus appliquée

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