Formation Bâtiment Durable :

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1 Formation Bâtiment Durable : La PEB en 2015 : Comment l appliquer? Bruxelles Environnement Exemple 1 : Habitation individuelle Thomas LECLERCQ - Manuel da CONCEIÇÃO NUNES MATRIciel

2 Objectif de la présentation Comment concevoir un immeuble résidentiel qui répond aux exigences de la réglementation PEB en 2015? Quel épaisseur d isolant? Quel type de vitrage? Quel impact pour les nœuds constructifs? Quel impact pour l étanchéité à l air? Quel système de ventilation? Comment éviter le risque de surchauffe? Quel système de chauffage? Comment produire l eau chaude sanitaire? Faut-il une production d énergie renouvelable? 2

3 Plan de l exposé 1. Exigences 2. Contraintes architecturales 3. Niveau d isolation 4. Nœuds constructifs 5. Etanchéité à l air 6. Ventilation 7. Surchauffe 8. Chauffage 9. Eau chaude sanitaire 10. Renouvelable 3

4 Exemple Projet de logements passifs Actuellement en construction à Molenbeek-Saint-Jean (Rue De Bonne / Quai de Mariemont) 13 Appartements 1 école MO : Administration Communale de Molenbeek-Saint-Jean Architecte : Trait Norrenberg & Somers Architects BE : Bureau Détang S.A., Bureau Delvaux, ATS 4

5 Exemple - Batex [188] 13 logements + école maternelle et primaire passifs Isolants : fibres de bois, laine de roche, cellulose recyclée Puits canadien et solaire thermique (25m²) Toitures vertes extensives (555m²) et potagers éducatifs Citerne EP et bassin d orage Peintures naturelles, revêtements de sol en caoutchouc Parking vélos et douches Ré-emploi, tri Guide utilisateur Recyclage 5

6 1. Exigences Habitation individuelle neuve U max et R min selon le type de parois BNC 15 ou X kwh/m²/an CEP 45 ou 45+(1,2*(X-15)) kwh/m²/an Surchauffe : max 5% du temps où T int > 25 C Ventilation : débits selon la norme D Vérification des exigences Exemple pour un appartement du projet : 6

7 1. Exigences U max et R min selon le type de parois 7

8 kwh/m²/an 1. Exigences BNC 15 ou X kwh/m²/an CEP 45 ou 45+(1,2*(X-15)) kwh/m²/an CEP détaillée par poste Chauffage 10 Eau chaude sanitaire Refroidissement Auxiliaires Photovoltaïque Cogénération Consommation d'énergie primaire totale 41 8

9 1. Exigences Surchauffe : max 5% du temps où Tint > 25 C 9

10 2. Contraintes architecturales? PEB = contraintes architecturales NON Ex : de 20 à 60% de fenêtres 10

11 3. Niveau d isolation Parois opaques Niveau d isolation max (selon le calcul du X) : U = 0,12 W/m²/K soit, par exemple, : 20 cm de polyisocyanurate ; 30 cm de polystyrène expansé ; 40 cm de laine minérale, de cellulose ou de laine ou fibre de bois dans une structure bois. En pratique, on peut se limiter à une épaisseur moindre : Suivant la performance des parois vitrées ; Suivant la compacité de l unité étudiée ; Suivant le niveau d étanchéité à l air (mesuré en fin de construction ). Mais difficile d accepter un U > 0,15 W/m²/K. 11

12 3. Niveau d isolation Parois vitrées Niveau d isolation max (selon le calcul du X) : U = 0,85 W/m²/K soit, par exemple, une fenêtre présentant : 30% de châssis avec un U f = 0,80 W/m²/K Châssis alu : min mm d épaisseur Châssis bois-alu : avec isolant PUR sous le capot alu Châssis bois : avec isolant liège à l intérieur Châssis PVC : min 85 mm d épaisseur 70% de vitrage avec un U g = 0,70 W/m²/K Triple vitrage (g = 50-60%) 3 m d intercalaire (/m² de fenêtre) avec un ψ = 0.04 W/m/K Intercalaire de type SwissSpacer En pratique, on peut se limiter à du double vitrage : Suivant la compacité de l unité étudiée (entre étage, etc.) 12

13 BNC 3. Niveau d isolation Niveau d isolation global? Le BNC dépend notamment : Du niveau d isolation U moyen qui s exprime en W/m²/K ; De la compacité C qui s exprime en m³/m². Définition de la notion de U moyen /C en W/m³/K En pratique, il faut viser une valeur max de 0,17 W/m³/K. BNC : OK BNC : KO Ex: 0,23 / 1,39 = 0,165 W/m³/K Umoy/Compacité - W/m³/K 13

14 4. Nœuds constructifs Méthode détaillée Nécessité d encoder tous les nœuds Méthode des nœuds PEB-conformes 3 règles de conformité à respecter Nécessité d encoder les nœuds non-conformes Méthode du supplément forfaitaire Méthode simple mais défavorable et souvent insuffisante 14

15 5. Etanchéité à l air Caractérisé par le v50 qui s exprime en m³/h/m² Rapport entre le débit d air déplacé par infiltration ou exfiltration sous une différence de pression de 50 Pa et la surface de déperdition du bâtiment. Valeur par défaut de 12 m³/h/m² très défavorable Valeur atteignable comprise entre 1 et 3 m³/h/m² 15

16 5. Etanchéité à l air Obligation indirecte de réaliser un test blower door Valeur par défaut : 12 m³/h/m² Valeur réaliste et sécuritaire : 3 m³/h/m² (justifier par test) 16

17 6. Ventilation Quel système? A priori : un système D Double flux avec récupérateur de chaleur et bypass Mais aussi : un système C ou C+ (CO 2, humidité, présence,...) Simple flux avec ou sans ventilation à la demande Le calcul du BNC se fait avec un système D avec un récupérateur de chaleur (η = 80%) Reste pénalisant pour le respect du critère CEP 17

18 6. Ventilation Auxiliaires : calcul par défaut plus favorable Calcul détaillé selon puissance nominale (valeur EPBD) Valeur par défaut 18

19 7. Surchauffe Pour éviter la surchauffe : Bypass total du récupérateur de chaleur Ouvertures de ventilation par les fenêtres Protections solaires Inertie de la construction Ex: un appartement sous toiture orienté Sud 19

20 7. Surchauffe Récupérateur de chaleur Sans bypass : Indice de surchauffe = 47,00% Avec bypass partiel : Indice de surchauffe = 30,55% Avec bypass total : Indice de surchauffe = 21,79% Ne pas oublier d encoder cette caractéristique! Cfr base de donnée 20

21 7. Surchauffe Construction légère Sans protection solaire Ouvertures de ventilation par les fenêtres 0% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 21,79% 20% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 9,16% 40% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 5,05% 60% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 3,26% 80% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 2,31% 100% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 1,73% 21

22 7. Surchauffe Construction légère Avec stores mobiles extérieurs Ouvertures de ventilation par les fenêtres 0% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 14,08% 20% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 5,80% 40% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 3,18% 60% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 2,05% 80% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 1,45% 100% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 1,08% 22

23 7. Surchauffe Construction mi-lourde Sans protection solaire Ouvertures de ventilation par les fenêtres 0% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 16,23% 20% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 4,96% 40% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 2,26% 60% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 1,36% 80% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 0,95% 100% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 0,72% 23

24 7. Surchauffe Construction mi-lourde Avec stores mobiles extérieurs Ouvertures de ventilation par les fenêtres 0% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 9,20% 20% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 2,49% 40% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 1,12% 60% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 0,69% 80% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 0,49% 100% de surface ouvrante : Indice surchauffe = 0,38% 24

25 8. Chauffage Le rendement global du système est une combinaison de divers rendements : Rendement de conversion en énergie primaire ; Rendement de production ; Rendement de stockage ; Rendement de distribution ; Rendement d émission. Rendement de conversion en énergie primaire Electricité : 40% Gaz, mazout, : 100% 25

26 8. Chauffage Rendement de production Chaudière gaz Par défaut : 73% En pratique : >95% (à justifier) A condensation T de retour basse T de départ glissante Dans volume protégé Pompe à chaleur Pas de valeur par défaut En pratique : >300% (à justifier) COPtest élevé T de départ basse Chauffage électrique Par défaut : 100% 26

27 8. Chauffage Rendement de stockage Sans stockage ou avec stockage dans le VP : 100% Avec stockage hors du volume protégé : 97% Rendement de distribution Toutes les conduites dans le volume protégé : 100% Une partie des conduites dans le volume protégé : 95% Rendement d émission En pratique : >90% (à justifier) T de départ variable Régulation local par local Pas d émetteur devant les vitrages Encoder les émetteurs et le régime T départ et retour 27

28 8. Chauffage Exemples de rendement global du système Electricité Pompe à chaleur Chaudière gaz Rendement de conversion en énergie primaire 40% 40% 100% Rendement de production 100% 300% 95% Rendement de stockage 100% 100% 100% Rendement de distribution 100% 95% 95% Rendement d émission 96% 90% 95% Rendement global 38% 103% 86% Besoin probable d une production d énergie renouvelable en compensation! 28

29 9. Eau chaude sanitaire Le rendement global du système est une combinaison de divers rendements : Rendement de conversion en énergie primaire ; Rendement de production ; Rendement de stockage ; Rendement de distribution ; Rendement de puisage. Rendement de conversion en énergie primaire Electricité : 40% Gaz, mazout, : 100% 29

30 9. Eau chaude sanitaire Rendement de production Chaudière gaz Par défaut : 90% Pompe à chaleur Par défaut : 145% Chauffage électrique Par défaut : 100% Rendement de stockage Sans stockage : 100% Avec stockage : -5% au rendement de production 30

31 9. Eau chaude sanitaire Rendement de distribution Uniquement en cas de boucle Isoler suffisamment la boucle viser min 5 cm de MW Réduire au maximum la longueur par appartement Ex 1 : 40% si 18 m de boucle par unité Ex 2 : 70% si 6 m de boucle par unité Rendement de puisage Par défaut : Salle de bain : 72% soit 10 m de conduite Cuisine : 24% soit 30 m de conduite En pratique : possible de faire mieux, ex : Salle de bain : 80% soit 6 m de conduite Cuisine : 50% soit 9 m de conduite 31

32 9. Eau chaude sanitaire Exemples de rendement global du système Electricité Pompe à chaleur Chaudière gaz Rendement de conversion en énergie primaire 40% 40% 100% Rendement de production Rendement de stockage 95% 140% 85% Rendement de distribution 100% 70% 70% Rendement de puisage 75% 75% 75% Rendement global 29% 29% 45% Une boucle trop longue peut faire chuter le rendement global au même niveau (voire plus bas) que le rendement global d une préparation via un boiler électrique! 32

33 9. Eau chaude sanitaire Attention, les petits logements (< 60 m² environ) présentent de plus grandes difficultés à respecter l exigence sur la CEP à cause de l importance du poste ECS dans le bilan complet. Si rendement global de 45%, alors le poste ECS représente une consommation d énergie primaire de : 78 kwh/m² pour une unité de 20 m² ; 39 kwh/m² pour une unité de 40 m² ; 26 kwh/m² pour une unité de 60 m² ; 22 kwh/m² pour une unité de 80 à 100 m² ; 20 kwh/m² pour une unité de 120 à 200 m². Compensation à l aide d une production d énergie renouvelable 33

34 10. Renouvelable Faut-il produire de l énergie renouvelable? Non si : Unité pas trop petite Risque de surchauffe très faible Rendement global élevé : 85% pour le chauffage ; 45% pour l eau chaude sanitaire, Oui dans les autres cas 34

35 10. Renouvelable Quel type d énergie renouvelable? Production de chaleur Solaire thermique Potentiellement intéressant dans l habitat groupé (mais attention rendement boucle!) Production d électricité Solaire photovoltaïque Installation commune (rentabilité limitée par l autoconsommation) Multiples installations individuelles Cogénération Eolien Installation commune (rentabilité limitée par l autoconsommation) Difficilement réalisable à faible échelle Etude de faisabilité technico-économique! 35

36 Conclusion PEB «contraintes» architecturales Triple vitrage + 20cm PIR, 30cm EPS, 40cm MW/Cellulose/WW Nœuds constructifs conformes Test blower door v50 = 1 3 m³/h/m² Ventilation C+ ou D avec bypass du récupérateur 20-40% d ouvrants + inertie ou stores extérieurs Rendement élevé pour chauffage et eau chaude sanitaire Renouvelable pour compensation si : unité petite ; risque de surchauffe non nul ; rendement faible (chauffage électrique, boucle sanitaire trop longue, ) 36

37 Outils, sites internet, etc intéressants : Travaux PEB : Exigences, procédures, législation, logiciel, FAQ, etc. Facilitateur Bâtiment Durable facilitateur@environnement.irisnet.be 0800/ Références Guide Bâtiment Durable et autres sources : Guide Bâtiment Durable : Fiches ENE00, ENE02, ENE03, ENE04, ENE05, ENE07, ENE08, ENE10 37

38 Contact Thomas LECLERCQ - Manuel da CONCEIÇÃO NUNES MATRIciel sa Responsable de projet Place de l Université, Louvain-la-Neuve : 010/ leclercq@matriciel.be daconceicao@matriciel.be 38