Les premiers logements sociaux passifs, coût d énergie et 0 émission de CO2 de Belgique Ref ID :

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1 Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique Ref ID :

2 Rendre au logement social son caractère pionnier avec un projet pilote, encore jamais imaginé en Belgique. Ce défi est doublement intéressant : l implantation d un bâtiment dans un tissu urbain spécifique, et la volonté de pousser au maximum la performance du bâtiment. Le projet s insère sur une parcelle charnière entre un alignement d immeuble type année 50, et un petit bâtiment historique décalé, témoin d un tracé ancien. Cette situation complexe donne l opportunité de se détacher de la bâtisse voisine, pour conserver un dégagement visuel sur le terrain arrière, et laisser respirer les deux constructions. Afin d offrir à chaque logement des espaces extérieurs, les deux duplex ont un accès extérieur séparé. Le duplex du rez de chaussée propose des séjours en contact avec le jardin, alors que le second s inverse pour profiter au maximum de la lumière et d une grande terrasse au dernier étage. Au niveau de l énergie, construire passif était une évidence. Une fois les moyens physiques poussés à l extrême pour réduire les besoins, les consommations restantes ont été estimées afin de les compenser intégralement et parvenir à un bâtiment passif à un coût d énergie nul. Ici le parti était double : parvenir à ce que les charges des locataires soient réduites à zéro et que la production d énergie ne rejette aucun polluant dans l atmosphère. Contrairement à la définition fédérale du 'zéro énergie', qui ne prend en compte que le caractère passif et la consommation de froid ou de chaud, ici l intégralité des consommations est prise en compte (eau chaude sanitaire + électricité + chauffage). Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique 2

3 Introduction 1 Plans du projet 4 Enveloppe 2 Formulaire K 10 3 PHPP duplex 1 12 PHPP duplex 2 4 Ponts thermiques 15 Installations 5 Installations 21 6 synthèse technique 25 7 images du projet 26 Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique sommaire 3

4 La parcelle existante est étroite. Les 2 voisins ont un alignement à rue et une hauteur différente. Vouloir s'aligner sur le gabarit le moins haut oblige à remplir toute la partie constructible de la parcelle. Il n'y a plus de lien visuel entre intérieur d'îlot et la rue. De même, s aligner sur le gabarit le plus haut pose un problème de raccord avec la construction voisine. Nous proposons un volume aligné sur le gabarit le plus haut et détaché du gabarit le plus petit. Ce qui crée une relation ouverte avec l'intérieur d'îlot permettant de décongestionner cette partie de rue. Cette approche de "décongestion" des volumes, d'articulation du gabarit important du voisin de gauche par rapport au gabarit exceptionnellement bas du voisin de droite est également traitée en coupe. Afin que les deux appartements bénéficient du jardin et de la meilleure exposition, les deux duplex sont superposés et ont un accès indépendant. Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique Implantation 4

5 Implantation 5

6 Plans

7 Coupe

8 Elevations

9 enveloppe

10 énergie Proposition : Rendre le bâtiment le plus autonome possible pour 2 logements répartis sur 300 m². Pour atteindre cet objectif, les déperditions thermiques sont réduites à tel point que l isolation et l étanchéité à l air de ce bâtiment permettent de se passer d'une installation conventionnelle de chauffage. Pour répondre à ces besoins minimes en chauffage, un système de ventilation double flux couplé à une petite batterie de chauffe suffisent. Par ailleurs, ce système de ventilation garantit une excellente qualité de l'air dans le bâtiment (niveau de Co2) par un renouvellement constant d air frais. La ventilation est directement régulée par une sonde de concentration en CO2 intégrée au système. La première démarche est de rendre le bâtiment PASSIF 1 isolation : traitement de l'enveloppe 2 étanchéité à l air limitations des fuites d'air 3 ventilation VMC avec échangeur double flux Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique énergie...\a2m\jette\dgn\a3-pres.dgn 18/05/ :57:39 10

11 * les chiffres ont été actualisés depuis la remise de la première phase du concours PHPP 12

12 Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique Valeurs U 13

13 voir feuilles annexes pour plus de précisions. Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique Valeurs U 14

14 A 2 M le foyer Jettois

15 01 angle sortant Résultat Pont Thermique 01 : angle sortant KOBRA - Résultats du Calcul Pont thermique positif des angles Fichier de données KOBRA: MBG0AA00.trc f = Q2D = W/m L2D = W/(m.K) l1 = m l2 = m U1 = W/(m².K) U2 = W/(m².K) psi = W/(m.K) Ueq = W/(m².K) Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique ponts thermiques 15

16 02 périphérique Ψ= W/(m.K) 2D method Q 2D θ ie L 2D b g U g [W/m] [K] [W/mK] [m] [W/m 2 K] foundation_psi_2d_tr0.trc 4,26 20,0 0,2130 2,41 0,089 foundation_psi_bi0.bsc Q 2D θ ie L 2D h b g U w h w U' g ψ g [W/m] [K] [W/mK] [m] [m] [W/m 2 K] [m] [W/m 2 K] [W/mK] foundation_psi_2d_tr1.trc 12,46 20,0 0,6230 2,41 0,078 1,740 0,203 0,274 foundation_psi_bi1.bsc Q D2 L D2 L D2 = U g = hul wwd 2 'U =Ψ buhul g θ b b ie g = g gwwd 2g g Le pont thermique de la dalle avec le bas de mur est réduit en descendant l'isolation de 60cm sous le sol, contre le mur et les fondations. Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique ponts thermiques 16

17 03 mur de gaine Résultat Pont Thermique 03 : mur de la gaine centrale KOBRA - Résultats du Calcul mur intérieur qui ne peut être isolé avec du foamglass Fichier de données KOBRA: PT 03 mur gaine.trc f = Q2D = W/m L2D = W/(m.K) l1 = m U1 = W/(m².K) psi = W/(m.K) Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique ponts thermiques 17

18 04 raccord châssis Ψ= W/(m.K) 1 2 0>10>20>30>40>50>60>70>80>90>100 % humidité relative calcul "Wufi" C courbes isothermes calcul "Kobra" 1 2 enduit extérieur polystyrène expansé graphité Néopor λ 0,032 w/m²k 40cm blocs béton 19cm 3 plâtre 1,5cm retour de 5cm sur les dormants Teneur en eau [kg/m³] extérieur : fixation 3 bande d'étanchéité à l'air résultat "Wufi" : teneur en eau simulée sur 3 ans intérieur : étanchéité à l'air Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique ponts thermiques 18

19 05 ancrages métalliques montage réalisé Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique ponts thermiques 19

20 05 ancrages métalliques Calcul sur trisco vérification par thermographie Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique ponts thermiques 20

21 A 2 M le foyer Jettois Plan troisième du troisième Plan deuxième du deuxième Plan premier du premier Plan rez du rez

22 installations

23 Le passage d un bâtiment passif à un bâtiment 0 coût d'énergie est réalisé grâce à plusieurs extras : panneaux solaires thermiques pour l eau chaude sanitaire et des panneaux photovoltaïques pour l électricité. Pour optimiser la gestion et la consommation de la ventilation, une sonde CO2 et une sonde de pression assurent une atmosphère intérieure saine, en fonction du taux d occupation des appartements et en fonction du niveau d encrassement des filtres. Ces installations permettent de limiter au maximum les charges payées par les locataires. L'autre point essentiel du projet est qu'il n'y a pas de rejet de CO2 dans l'atmosphère. A B C D E F G Ce bâtiment est le premier logement social à pousser un concept aussi loin. Ce travail a été possible ici grâce à la mutualisation d'espaces : la toiture plate du bâtiment voisin dont le Foyer Jettois est également propriétaire, a pu servir de support aux panneaux solaires photovoltaïque. Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique installations 21

24 L'estimation des consommations a été réalisée suivant un comportement standard, afin de prévoir le plus justement possible l'installation solaire. Cette estimation montre que la production d'eau chaude devient la plus grosse consommation d'une famille dans un logement passif. Alors que le chauffage ne représente plus que 14% des consommation (contre 80% dans un logement traditionnel) Le type de panneaux solaires placés pour le projet permet d'assurer une couverture solaire de plus de 60% de la consommation standard. L'installation photovoltaïque a été dimensionnée pour assurer le reste de production (électricité, complément eau chaude, et chauffage. ) = besoin électricité kwh/an besoin eau chaude kwh/an besoin chauffage kwh/an Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique installations 22

25 Vu que les panneaux solaire photovoltaïques sont posés sur une toiture existante, ceux-ci sont spécifiquement conçus pour éviter la prise au vent, il n'y a donc pas besoin de renforcer la structure pour accueillir une surcharge comme pour les panneaux plans classiques. Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique installations 23

26 Le système solaire thermique est lui aussi étudié pour assurer un maximum de rendement tout en évitant les problèmes de surchauffe. A l'arrêt le panneaux est rempli d'air En cas de surchauffe, ce qui pourrait abîmer le liquide, l'air est renvoyé vers les panneaux. En fonctionnement normal, le liquide chasse l'air et commence à réchauffer le boiler. Le système permet d'atteindre ainsi un très bon rendement. Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique installations 24

27 Besoins Besoins Besoin en énergie de chauffage [kwh/an] kwh/an suivant PHPP Besoin en énergie de chauffage [kwh/an] kwh/an suivant PHPP 250 litres par jour à Besoin en eau chaude sanitaire [kwh/an] kwh/an 45 C (Viessmann) Besoin en eau chaude sanitaire [kwh/an] Besoin en électricité [kwh/an] total Besoin en électricité [kwh/an] kwh/an kwh/an kwh/an kwh/an 250 litres par jour à 45 C (Viessmann) CWaPE (5 personnes + cuisson) CWaPE (5 personnes + cuisson) total kwh/an Production Production production photovoltaïque : solyndra 182 nombres de panneaux 70 production surface en photovoltaïque m² : solyndra m² nombres rendement par panneaux m² 93 Wc 70 surface production en m² annuelle Wc/an m² rendement par m² 93 Wc production Production annuelle photovoltaïque Wc/an kwh/an Production photovoltaïque kwh/an production thermique : système ESE ballon de 300 l production taux de couverture thermique solaire : système ESE59,90% ballon pour 200l de 300 à 60 C l /jour taux de couverture solaire 59,90% total kwh/an kwh/an Les premiers logements sociaux passifs, pour 200l à 60 C /jour kwh/an 0 émission de CO2 de Belgique total kwh/an installations : synthèse 25

28 Les premiers logements sociaux passifs, 0 émission de CO2 de Belgique 26