Formation Bâtiment Durable : Rénovation durable: aperçu Bruxelles Environnement

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1 Formation Bâtiment Durable : Rénovation durable: aperçu Bruxelles Environnement APPROCHE DU BÂTIMENT DURABLE À TRAVERS L ÉNERGIE. Anne-Laure MAERCKX CENERGIE

2 Objectif(s) de la présentation Présenter les principaux points d attention lors d une réflexion autour de la gestion de l énergie d un bâtiment en rénovation 2

3 Plan de l exposé Suivre la logique du Trias Energetica: pourquoi et comment? Etude de faisabilité analyse coûts bénéfices Diminuer les besoins: performances de l enveloppe Energies renouvelables Techniques efficaces Monitoring Conclusions 3

4 Le Trias Energetica Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Utiliser des sources d énergie renouvelable Utiliser les énergie fossiles de façon rationnelle = Assurer le confort thermique, respiratoire et visuel au moindre coût énergétique 4

5 Le Trias Energetica - Réalité du terrain Utiliser les énergie fossiles de façon rationnelle Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Utiliser des sources d énergie renouvelable En pratique, on intervient souvent d abord sur les systèmes (rénovation de chaufferie, changement de l éclairage, ) avant de rénover l enveloppe - Raisons budgétaires - Raisons urbanistiques 5

6 Le Trias Energetica - Réalité du terrain Le travail sur l enveloppe permet de diminuer les besoins, donc le dimensionnement des installations techniques. Une approche phasée est importante pour ne pas compromettre les performances futures du bâtiment Étude de faisabilité (différents niveaux de performances) et proposition de phasage 6

7 Exemple d étude de faisabilité Rénovation lourde d un bâtiment: quelle stratégie adopter? Simulations dynamiques évaluant plusieurs scénarios basse énergie passif passif + renouvelable analyse des investissements 7

8 Energieverbruiken (kwh) Energieverbruiken (kwh) Exemple d étude de faisabilité analyse des consommations Electricité totale Combustible total Elektriciteit apparatuur Elektriciteit verlichting Elektriciteit ventilatie Elektriciteit koeling Elektricteitsverbruik WP Prod. groene stroom Totaal elektriciteit #N/A #N/A #N/A #N/A Referentie LE PH PH + DE Referentie LE PH PH + DE Brandstof verwarming

9 Energieverbruiken (kwh) Exemple d étude de faisabilité analyse des consommations Consommation totale du bâtiment Referentie LE PH PH + DE Elektriciteit totaal Brandstof totaal Prod. groene stroom Totaal primaire energie #N/A #N/A #N/A #N/A Analyse financière: comparaison des différents scénarios (Sur)investissements Coûts de consommation et d entretien TRI simple, TRI en tenant compte de l évolution du coût de l énergie, VAN 9

10 Diminuer la demande - Travail de l enveloppe = Concevoir l enveloppe du bâtiment pour: Limiter les besoins de chaleur en hiver Limiter les besoins de refroidissement en été Limiter les besoins d éclairage 10

11 Limiter les besoins de chaleur Objectif 1: diminuer les pertes par transmission Assurer une bonne compacité Haut niveau de performances des parois opaques des fenêtres Gérer les ponts thermiques Objectif 2: diminuer les pertes par infiltration Assurer une bonne étanchéité à l air Objectif 3: optimiser les apports solaires et l éclairage naturel Orientation et surface des fenêtres Performances des vitrages 11

12 Limiter les besoins de chaleur Objectif 1: diminuer les pertes par transmission Assurer une bonne compacité Haut niveau de performances des parois opaques des fenêtres Gérer les ponts thermiques Objectif 2: diminuer les pertes par infiltration Assurer une bonne étanchéité à l air Objectif 3: optimiser les apports solaires et l éclairage naturel Orientation et surface des fenêtres Performances des vitrages 12

13 Case study: Luther Compacité:» maison mitoyenne bruxelloise» Compacité: 1,6 Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Crédit Photo: J. Kessler Crédit Photos: J. Kessler 13

14 Limiter les besoins de chaleur Objectif 1: diminuer les pertes par transmission Assurer une bonne compacité Haut niveau de performances des parois opaques des fenêtres Gérer les ponts thermiques Objectif 2: diminuer les pertes par infiltration Assurer une bonne étanchéité à l air Objectif 3: optimiser les apports solaires et l éclairage naturel Orientation et surface des fenêtres Performances des vitrages 14

15 Case study: Luther Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Isolation par l intérieur (façade avant) et par l extérieur (façade arrière) Performances des parois Objectif de performance énergétique Passif Façade avant U = 0,138 W/m².K PUR: 12 cm Façade arrière U = 0,101 W/m².K EPS: 30 cm Toiture Toiture en pente: U = 0,124 W/m².K Toiture plate: U : 0,072 W/m².K PU?? Dalle sur sol U = 0,094 W/m².K PIR: 24 cm Fenêtres Triple vitrage Ug = 0,6 W/m².K, Châssis: Uf = 0,66 W/m².K 15 Crédit Photos: J. Kessler

16 Limiter les besoins de chaleur Objectif 1: diminuer les pertes par transmission Assurer une bonne compacité Haut niveau de performances des parois opaques des fenêtres Gérer les ponts thermiques Objectif 2: diminuer les pertes par infiltration Assurer une bonne étanchéité à l air Objectif 3: optimiser les apports solaires et l éclairage naturel Orientation et surface des fenêtres Performances des vitrages 16

17 Case study: Luther Source: Formation Bâtiment durable Rénovation à haute performance énergétique: détails techniques BATEX : points clefs et solutions pratiques - retour architecte. Julien KESSLER Crédit Plans: J. Kessler 17

18 Case study: Luther raccord façade et mur mitoyen 3 cas: retour isolant 0cm/30cm/60cm Risque de condensation et de détérioration (moisissure, isolation, ) Risque limité car VMC (ventilation permanente) et voisin chauffé :3 :14 Ψ: 0,245 W/mK Tmin projet : 15,5 Tmin voisin : 12,5 (13 ) Ψ: 0,077 W/mK Tmin projet : 18,2 Tmin voisin : 12 Ψ: 0,017 W/mK Tmin projet : 19,2 Tmin voisin : 12 Source: Formation Bâtiment durable Rénovation à haute performance énergétique: détails techniques BATEX : points clefs et solutions pratiques - retour architecte. Julien KESSLER Crédits : J. Kessler 18

19 Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Limiter les besoins de chaleur Pertes par transmission: Bonne compacité Haut niveau d isolation» Isolation par l extérieur (idéal)» Isolation par l intérieur (! Noeuds constructifs) [029_V_Woestyn] Valeur U parois opaques (indicatif) Fenêtres (Très) Basse énergie 0,20 W/m².K 12 cm PUR ou 20 cm cellulose Double vitrage + châssis performant Triple vitrage + châssis passif Passif 0,10 W/m²K 28 cm PUR ou 40 cm cellulose Triple vitrage + châssis passif 19

20 Limiter les besoins de chaleur Objectif 1: diminuer les pertes par transmission Assurer une bonne compacité Haut niveau de performances des parois opaques des fenêtres Gérer les ponts thermiques Objectif 2: diminuer les pertes par infiltration Assurer une bonne étanchéité à l air Objectif 3: optimiser les apports solaires et l éclairage naturel Orientation et surface des fenêtres Performances des vitrages 20

21 Case study: Luther Test Blower Door: Valeur obtenue (septembre 2014): n 50 = 0,62h -1 Retour d expérience: Importance des détails, de la coordination, définition du volume étanche à l air (porte d entrée existante) Crédit Photos et Plans: J. Kessler 21

22 Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Limiter les besoins de chaleur Pertes par infiltration : Bonne étanchéité à l air» Niveau à atteindre fonction de l objectif énergétique visé» Objectifs plus faciles à atteindre en isolation par l extérieur Indicateur Valeurs clés [068_Loi 42] n50 0,6 (passif) 1,0-3 ((très) basse énergie) 7,8 (valeur par défaut) 22

23 Limiter les besoins de chaleur Objectif 1: diminuer les pertes par transmission Assurer une bonne compacité Haut niveau de performances des parois opaques des fenêtres Gérer les ponts thermiques Objectif 2: diminuer les pertes par infiltration Assurer une bonne étanchéité à l air Objectif 3: optimiser les apports solaires et l éclairage naturel Orientation et surface des fenêtres Performances des vitrages 23

24 Case study: Luther Ventilation: Système D: ventilation double flux avec récupération de chaleur Optimisation des apports solaires: Situation existante: pas d adaptations en façade avant Façade arrière: adaptations pratiques (accès terrasse, alignement, ) Toiture: lucarne, fenêtres de toit (grenier transformé en logement) Crédit Plans: J. Kessler 24

25 Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Limiter les besoins de chaleur Pertes par ventilation: VMC double flux Système C/ système C+ [084_Traversière] Optimisation des apports solaires: orientation du bâtiment, surfaces vitrées, [081_Archives] 25

26 Limiter les besoins de refroidissement Objectif 1: limiter les charges solaires Orientation et surface du vitrage Protections solaires Objectif 2: limiter les charges internes Eclairage Objectif 3: Permettre un refroidissement passif Assurer une grande inertie thermique Permettre une ventilation naturelle 26

27 Limiter les besoins de refroidissement Objectif 1: limiter les charges solaires Orientation et surface du vitrage Protections solaires Objectif 2: limiter les charges internes Eclairage Objectif 3: Permettre un refroidissement passif Assurer une grande inertie thermique Permettre une ventilation naturelle 27

28 Case study: Nys Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Rénovation: bureaux et lofts Crédit Plans: Lahon & Partners 28

29 Case study: Nys Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Optimisation des surfaces vitrées dans l orientation existante Protections solaires extérieures fixes Crédit photos : Lahon & Partners 29

30 Limiter les besoins de refroidissement Objectif 1: limiter les charges solaires Orientation et surface du vitrage Protections solaires Objectif 2: limiter les charges internes Eclairage Objectif 3: Permettre un refroidissement passif Assurer une grande inertie thermique Permettre une ventilation naturelle 30

31 Case study: Nys Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Lumière naturelle 2,3 W/m².100lux en moyenne Crédit photos : Lahon & Partners 31

32 Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Limiter les besoins de refroidissement Surtout dans le tertiaire! Limiter les charges internes Eclairage/relighting Bureautique Occupation [040_Aeropolis II] Limiter les charges solaires Protections solaires extérieures» Fixes» Mobiles! Permis d urbanisme 32 [009_Nys]

33 Limiter les besoins de refroidissement Objectif 1: limiter les charges solaires Orientation et surface du vitrage Protections solaires Objectif 2: limiter les charges internes Eclairage Objectif 3: Permettre un refroidissement passif Assurer une grande inertie thermique Permettre une ventilation naturelle 33

34 Case study: Nys Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Accessibilité de la masse thermique Ventilation hybride effet cheminée Crédit photos : Lahon & Partners 34

35 Case study: Nys Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Crédit photos : Lahon & Partners 35

36 Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Limiter les besoins de refroidissement Surtout dans le tertiaire! Assurer une grande inertie thermique Conserver une structure portante lourde existante et la rendre accessible [009_Nys] Permettre une ventilation naturelle, un refroidissement passif 36

37 Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Limiter les besoins d éclairage Surtout dans le tertiaire! Optimiser la pénétration de la lumière naturelle [040_Aeropolis II] Optimiser l éclairage artificiel [040_Aeropolis II] 37

38 Utiliser des sources d énergie renouvelable En fonction des sources disponibles sur le site: Energie solaire Solaire thermique Solaire photovoltaïque 38 [065_Marly]

39 Utiliser des sources d énergie renouvelable Air PAC Daikin Night-cooling/Free cooling Free-chilling Baltimore 39

40 Utiliser des sources d énergie renouvelable Sol Puits canadien Géothermie [040_Aéropolis II] Terra Energy Bio-masse Pellets Ökofen 40

41 Utiliser les énergie fossiles de façon rationnelle Production / distribution/ émission / régulation = 4 éléments sur lequels il faut agir pour obtenir un système performant Energie+ Rendement η des systèmes : Un rendement élevé = moins de consommations pour un même niveau de confort η global = ηproduction * ηrégulation *η distribution * ηémission 41

42 Utiliser les énergie fossiles de façon rationnelle Production / distribution/ émission / régulation Choix du vecteur énergétique: facteur de conversion énergie primaire Gaz: 1 Electricité: 2,5 Bio-masse: 0,32 42

43 Utiliser les énergie fossiles de façon rationnelle Production / distribution/ émission / régulation Choix du fluide caloporteur: Eau ou air (ventilation) Energie+! Attention au dimensionnement sur base des nouveaux besoins 43

44 Utiliser les énergie fossiles de façon rationnelle Distribution/ émission Souvent repris de la situation existante : fonctionnement en basse température d éléments surdimensionnés par rapport aux nouveaux besoins 44

45 Utiliser les énergie fossiles de façon rationnelle Elément souvent négligé, il permet cependant d assurer Régulation le fonctionnement optimal des installations de faibles consommations d énergie! Régulation adaptée aux nouveaux besoins/ aux nouveaux systèmes 45

46 Suivi du bâtiment Monitoring Pour vérifier le bon fonctionnement des installations, leur suivi est indispensable En phase de (re)mise en route du bâtiment : fine tuning En phase d exploitation: suivi des consommations, calcul de l économie réellement réalisée par rapport à la situation initiale 46

47 Suivi du bâtiment Monitoring En phase d exploitation: suivi des consommations Cenergie 47

48 Suivi du bâtiment Monitoring En phase d exploitation: suivi des consommations Cenergie 48

49 Suivi du bâtiment Campagnes de mesures Les campagnes de mesures permettent, sur base de mesures précices (températures, HR, débits, ): De vérifier le bon fonctionnement des installations De vérifier dans quelle mesure le confort est atteint De déterminer les endroits où agir pour améliorer la situation D optimiser la régulation 49

50 Suivi du bâtiment Campagnes de mesures Exemple: Aéropolis efficacité de la récupération de chaleur/d humidité conformité avec les demandes au niveau de la régulation Mise à l arrêt de l installation à 21h15 Reprise à 3h00 Régulation non conforme à l occupation Faible récupération de chaleur et d humidité. Déséquilibre entre pulsion et extraction (mauvais réglage des ventilateurs) 50

51 Conclusions Trias Energetica = base de la conception des bâtiments énergétiquement performants Trias Energetica sur le terrain: Attention à ne pas compromettre le futur du bâtiment Nombreux points d attention liés les uns aux autres, imbrication enveloppe et techniques importance d un processus itératif, allers-retours Ex: compacité vs optimisation des apports solaires/éclairage naturel vs éclairage artificiel Ex: haut niveau d isolation vs inertie thermique vs refroidissement passif 51

52 Outils, sites internet, etc intéressants : Les Batex sur le site de Bruxelles Environnement: atiments/sinspirer-des-batiments-exemplaires Energie plus: Références Guide Bâtiment durable : Thématique Energie du Guide Bâtiment Durable - durable 52

53 Ce qu il faut retenir de l exposé La logique du Trias Energetica Importance d une étude de faisabilité reprenant différents scénarios de performances Diminuer la demande - Travail de l enveloppe Utiliser des sources d énergie renouvelable Utiliser les énergie fossiles de façon rationnelle L importance du suivi des installations une fois le bâtiment mis en route Suivi du bâtiment 53

54 Mon projet de rénovation durable devrait intégrer : Une étude de faisabilité déterminant le niveau de performances visé au moyen d outils de simulation (PHPP, simulation dynamique, ) les moyens pour y parvenir moyens techniques: isolation, étanchéité à l air, gestion des noeuds constructifs, remplacement des installations techniques, moyens financiers (étude coûts-bénéfices) La mise en oeuvre des mesures de l étude de faisabilité en intégrant, dans les simulations, les modifications apportées en cours de chantier pour éviter des mauvaises surprises (niveau visé pas atteint, ) 54

55 Contact Anne-Laure MAERCKX Conseillère en construction durable : 02/ anne_laure.maerckx@cenergie.be 55