Importance des installations dans les bâtiments basse énergie

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1 Importance des installations dans les bâtiments basse énergie Moulin de Beez 18 octobre 2011 Christophe Delmotte, ir Laboratoire Qualité de l Air et Ventilation CSTC - Centre Scientifique et Technique de la Construction 00/00/2006 Concepts généraux Bâtiment basse énergie = Bâtiment avec peu de besoins nets en chauffage L installation de chauffage ne doit pas dégrader cet avantage à cause de mauvais rendements Le système de production d eau chaude sanitaire ne doit pas non plus être une source de surconsommation d énergie 2 1

2 Concepts généraux Bâtiment basse énergie = Bâtiment étanche à l air Les installations ne doivent pas dégrader cet avantage en introduisant des fuites Le bâtiment doit nécessairement être équipé d un système de ventilation 3 Chauffage 09/2011 Installations techniques 4 2

3 Installation de chauffage Q T Q V,dedic Q V,in/exf Q s >T setpoint ηq s Q T Q V,dedic Q V,in/exf Q em T setpoint Q net ηq i Q i nale d'énergie imaire Distribution Stockage Q distr Q stor Production Q gen Consommation fi Energie pri 09/2011 Installations techniques 5 Pertes d émission Fonctionnement non idéal du système d émission Température non homogène dans les locaux, et localement plus chaud que souhaité D où plus de pertes derrières les radiateurs, par les fenêtres, sous le chauffage par le sol... Inertie thermique du système d émission: encore une émission de chaleur résiduelle même si on en a plus besoin (ensoleillement, gains internes, abaissement de nuit) Régulation imparfaite... 09/2011 Installations techniques 6 3

4 Pertes d émission Favoriser le chauffage à basse température Chauffage par le sol ou les murs Radiateurs ou convecteurs à eau Convecteurs électriques Chauffage par air chaud... Moins approprié Poêle à bois, à charbon,... 7 Pertes d émission Favoriser un système avec peu d inertie Convecteurs électriques Chauffage par air chaud Convecteurs à eau Chauffage par le sol (structure légère) Radiateurs à eau (acier + ailettes)... Moinsi appropriés Radiateurs à eau (fonte) Chauffage par le sol ou les murs (structure lourde) Poêle à bois, à charbon,

5 Pertes d émission Favoriser un réglage local par local Radiateurs ou convecteurs avec vanne thermostatiquet ti Convecteurs électrique Chauffage par le sol (+1 thermostat par local)... Moins approprié Poêle centralisé Chauffage par air chaud... 9 Pertes de distribution Pertes de chaleur le long des conduits de distribution À l intérieur du volume protégé À l extérieur du volume protégé Pas de pertes pour le chauffage local Veiller à isoler les conduits de distribution Surtout en dehors du volume protégé 10 5

6 Pertes de stockage Pertes de chaleur de l enveloppe du ballon de stockage À l intérieur du volume protégé À l extérieur du volume protégé Veiller à choisir un ballon bien isolé Nécessaire en cas de Cogénération (production d électricité et de chaleur) p.ex. 11 Pertes de production Perte de chaleur de l enveloppe du générateur Perte de chaleur Combustion incomplète Chaleur contenue dans les gaz de combustion Consommation d énergie plus importante Sollicitation du compresseur 12 6

7 Énergie primaire Énergie provenant de sources renouvelables ou non renouvelables qui n a subi aucun processus de conversion ni de transformation Importance du choix du vecteur énergétique Énergie solaire (thermique, photovoltaïque) Biomasse Combustibles fossiles Électricité 13 Installation de chauffage Besoins nets en énergie Consommation d énergie primaire Installation de chauffage 14 7

8 Eau chaude sanitaire 09/2011 Installations techniques 15 Eau chaude sanitaire Les besoins en énergie sont fonction de la consommation d eau chaude Certaines installations favorisent une consommation plus importante pour une hygiène identique 16 8

9 Pertes de distribution Conduits de puisage: Principalement des pertes par suite du refoulement initialiti de l eau froide Importance de la limitation de la longueur des conduits 17 Pertes de stockage Pertes de chaleur de l enveloppe du ballon de stockage À l intérieur du volume protégé À l extérieur du volume protégé Veiller à choisir un ballon bien isolé Possibilité de production instantannée Puissance plus élevée Meilleur rendement global 18 9

10 Pertes de production Energie primaire Idem chauffage 19 ECS vs chauffage Bâtiments performants les besoins en chauffage diminuent fortement Les besoins en ECS restent constants (surtout important pour les logements) La puissance du système de chauffage ou ses caractéristiques (central / local) ne sont plus forcément compatibles avec la production d ECS 20 10

11 Étanchéité à l air 09/2011 Installations techniques 21 Étanchéité à l air Les installations techniques peuvent dégrader l étanchéité à l air de différentes façons Apport d air comburant Favoriser les appareils étanches (chaudières, poêles,...) 22 11

12 Percements divers Les percements de l enveloppe du volume protégé peuvent dégrader l étanchéité à l air Alimentation en énergie électricité, gaz, mazout...) Tuyauteries et conduits Cheminées, prises et rejet d air dair 23 Percements divers Utilisation de moyens adéquats permettant de rétablir l étanchéité à l air 24 12

13 Ventilation 09/2011 Installations techniques 25 Installation de ventilation Nécessaire et indispensable dans un bâtiment basse énergie Évacuation de l humidité et des polluants de l air Apport d air neuf pour les occupants 26 13

14 Pertes par ventilation Un système de ventilation bien conçu permet de réduire les pertes par ventilation Adaptation des débits d air aux besoins Récupération de chaleur sur l air extrait 27 Débit d air Le débit d air influence la déperdition d énergie Favoriser les systèmes avec possibilités de régulation Préférer la régulation automatique

15 Débit d air Possibilité d adapter automatiquement les débits d air en fonction des besoins Choix du paramètre de régulation: humidité de l air, concentration en CO 2... Régulation local par local ou pour le bâtiment dans son ensemble Choix de l emplacement le plus représentatif pour la sonde ou les sondes 29 Récupération de chaleur Possibilité de récupération de chaleur sur l air extrait Récupération d environ 50 à 90% de la chaleur en fonction du type d échangeur Nécessite un système mécanique double flux 30 15

16 Installation de ventilation Déperditions de chaleur par ventilation Ventilation naturelle permanente Ventilation à la demande Récupération de chaleur 31 Fonctions auxiliaires 09/2011 Installations techniques 32 16

17 Fonctions auxiliaires Pour leur fonctionnement, les installations techniques ont besoin d énergie Ventilateurs Circulateurs Régulations électroniques 33 Ventilateurs Importance du dimensionnement des conduits de ventilation Limitation des pertes de pression Importance du système de régulation Limitation du temps de fonctionnement Régulation du débit par la vitesse de rotation du moteur plutôt que par étranglement Importance t du choix des ventilateurs t Courant continu (courant alternatif) Ventilateur centrifuge (ventilateur axial) 34 17

18 Ventilateurs Consommation électrique Courant alternatif / continu 35 Circulateurs Importance du dimensionnement des tuyaux de chauffage Limitation des pertes de pression Importance du système de régulation Limitation du temps de fonctionnement Importance du choix des circulateurs 36 18

19 Boucles de circulation Pertes de chaleur proportionnelles à la longueur de la boucle Importance de l isolation thermique de la tuyauterie Importance de l environnement dans lequel passe la boucle (dans le VP, cave...) Importance du choix du circulateur 37 Energie renouvelable 09/2011 Installations techniques 38 19

20 Energie renouvelable Indispensable pour couvrir dans une très large mesure la quantité quasi nulle ou très basse d énergie requise dans les bâtiments dont la consommation d énergie est quasi nulle Energie solaire thermique Energie solaire photovoltaïque 09/2011 Installations techniques 39 Energie solaire thermique Chaleur utilisable pour La production d eau chaude sanitaire Le chauffage En Région wallonne Couverture optimale 60% des besoins en ECS Stockage nécessaire Le chauffe eau solaire Samuel Bragard 09/2011 Installations techniques 40 20

21 Energie solaire photovoltaïque Électricité utilisable pour quasi toutes les applications: Éclairage, ventilation, ménage, auxilliaires, chauffage, eau chaude, Production moindre en hiver Pour Namur 8 m² 1 kwc 845 kwh par an 85 l mazout 85 m³ gaz naturel 09/2011 Installations techniques 41 Conclusions Les installations font partie intégrante de la performance énergétique des bâtiments On ne fera pas des bâtiments basse énergie ou dont la consommation d énergie est quasi nulle sans une conception globale prenant en compte les installations i La communication et la concertation entre tous les intervenants est indispensable 42 21

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