Installations d eau chaude sanitaire dans les bâtiments (SIA 385/1 et 385/2)

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1 Information du domaine Sanitaire eau gaz Installations d eau chaude sanitaire dans les bâtiments (SIA 385/1 et 385/2) Introduction La norme SIA 385/1 «Installations d eau chaude sanitaire dans les bâtiments Bases générales et exigences» est parue en mai Elle remplace la norme SIA 385/3 de Elle vise notamment à réduire au strict minimum la consommation d énergie et d eau, ainsi qu à garantir l hygiène dans les installations d eau chaude sanitaire. Sur la base de ces objectifs, des exigences ont été définies pour les temps de soutirage et les températures dans le système, de même que des exigences globales pour les installations d eau chaude sanitaire. La deuxième partie, la norme SIA 385/2 «Installations d eau chaude sanitaire dans les bâtiments Besoins en eau chaude, exigences globales et dimensionnement» a été publiée en janvier Cette norme décrit la procédure et les méthodes de calcul pour la planification des installations d eau chaude. La documentation sur ces deux normes, soit la troisième partie, sera disponible au cours du premier semestre Elle doit permettre de clarifier et d approfondir les normes à l aide d exemples. De nombreux malentendus liés à des erreurs d interprétation devraient ainsi être dissipés. La mise en consultation de la norme SIA 385/2 a provoqué de nombreuses discussions et incertitudes au sein de la branche sanitaire. Lors de conférences, des intervenants et membres de commission ont été critiqués et qualifiés d irréalistes. Certes, il peut sembler utopique d influencer le projet d un architecte par des normes. Mais dispose-t-on d un autre moyen pour diminuer les dépenses énergétiques liées à la production d eau chaude? Il apparaît aussi clairement que les projeteurs sanitaires se trouvent dans une position délicate (concepts de distribution plus complexes en raison des temps de soutirage). Dans ce contexte, les questions suivantes se posent : Qu est-ce qui a changé aujourd hui? Faisions-nous mal les choses à l époque? Dans l ancienne norme SIA 385/3 de 1991 figure l article suivant à propos des temps de soutirage (article ) : Domaines d utilisation Pour que les déperditions dues au soutirage se situent dans des limites économiquement acceptables, on peut recommander, pour les temps de soutirage, les valeurs indicatives suivantes : Points de soutirage d eau chaude Temps de soutirage en secondes (s) Lavabos, bidets, douches jusqu à 10 Eviers jusqu à 7 Fondamentalement, rien n a changé concernant les temps de soutirage ; pour les éviers, ils ont même été prolongés. Sur le plan juridique, il existe une différence entre une recommandation de 1991 et une prescription de Néanmoins, le consommateur a toujours attendu un temps de soutirage de 7 à 10 secondes. Auf der Mauer 11, Case postale, 8021 Zurich, T , F , info@suissetec.ch,

2 De nombreuses installations sanitaires fonctionnant parfaitement prouvent qu un grand nombre de choses étaient faites correctement à l époque (consciemment ou non). Les réclamations liées à des temps de soutirage trop longs ne sont pas nouvelles, mais cela n a rien à voir avec les normes. Généralement, l utilisateur se plaint lorsque le temps de soutirage atteint 28 secondes à deux minutes. Aucun professionnel du sanitaire ne pourra prétendre que cette durée est normale. En d autres termes : de très grandes fautes ont été commises dans ces installations. Peut-être que les normes sensibilisent davantage les utilisateurs, et que les réclamations augmenteront. La présente fiche informative doit attirer l attention des projeteurs et des installateurs sanitaires sur ce point afin de garantir des installations d eau chaude efficaces pour les utilisateurs, et réduire ainsi le nombre de réclamations. La présente fiche informative traite des thèmes suivants : temps de soutirage, définitions, calculs et mesures ; température de l eau chaude (hygiène vs économie d énergie). Pour un spécialiste du sanitaire, il devrait être clair que l hygiène prime sur l économie d énergie ; répercussion des exigences globales sur la planification des installations sanitaires ; convention d utilisation. Temps de soutirage La définition suivante figure dans la norme SIA 385/2 : Retard au soutirage Délai qui s écoule entre l ouverture complète du robinet de soutirage et l écoulement de l eau chaude sanitaire à la température de 40 C. Le retard au soutirage équivaut à la somme de la durée de la phase froide et de la durée du réchauffement. Par rapport à l ancienne norme, cette définition est très détaillée et précise. Ce point avait justement suscité de nombreuses questions par le passé. Par exemple, à partir de quand il faut prendre en compte le facteur 2 (temps de soutirage = 2 x phase froide). Dans le cadre juridique, on avance souvent l argument de la date du permis de construire, mais ce n est pas correct. Comme les temps de soutirage sont définis avec précision depuis 2011 et que les conditions «physiques» ne dépendent pas des normes, il faut tenir compte du facteur 2. Pour être plus précis, ce facteur a toujours été valable, mais une grande partie des spécialistes ne l appliquaient pas. La formule suivante est utilisée depuis de nombreuses années : tt = VV CC VV t V C V = temps de soutirage = volume de la conduite = débit Cette formule permet de calculer la durée de la phase froide, mais pas le temps de soutirage. Ainsi, au niveau du temps de soutirage, elle est fausse. Elle ne tient pas compte du fait que l ensemble de la conduite, distributeurs et robinetteries compris, doit être chauffé. Ce paramètre prolonge le temps de soutirage du facteur 2 déjà mentionné. 2/9

3 Ce facteur 2 est une valeur moyenne résultant de mesures effectuées en laboratoire. Il est influencé par la longueur de la conduite, le matériau du tuyau ainsi que les températures et l éventuelle isolation des distributeurs. Dans la pratique, ce facteur peut être plus petit lorsque les conditions sont idéales, et plus grand dans le cas d une mauvaise planification ou exécution. Les températures ont une influence déterminante sur ce facteur et donc sur le temps de soutirage effectif. Il y a d une part la température dans la conduite d eau chaude avant le soutirage et, d autre part, la température de l eau chaude dans la conduite maintenue en température. En laboratoire, les mesures ont systématiquement été effectuées à 12 C. Dans la pratique, la température ne sera jamais inférieure à la température ambiante ou à la température de la gaine. Autrement dit, elle se situe entre 25 C et 35 C. Le facteur peut ainsi diminuer à environ 1,5. Lorsque le distributeur est placé dans la cave non chauffée d une maison individuelle, il est important de déterminer si le distributeur est maintenu en température ou non par la chaleur issue de l accumulateur, et d en tenir compte. Des étudiants de la Haute école de Lucerne ont effectué un essai et obtenu les résultats suivants : Refroidissement du distributeur avec isolation sans isolation situation idéale Isolation: λ = 0,04 W/mK ; ép. = 2 cm Distributeur Optiflex = bronze ¾ " Elimination de légionelles Milieu viable, mais pas de prolifération Température [ C] Prolifération optimale de légionelles Milieu viable, mais pas de prolifération Temps [h] Les mesures montrent que, lorsque le distributeur est parfaitement raccordé et isolé, la température ne descend pas en dessous de 35 C. A droite du diagramme figurent des remarques sur la prolifération des légionelles. On ne peut effectivement pas nier que la prolifération de légionelles est 3/9

4 favorisée par ce maintien en température. Toutefois, il convient de relativiser ce point : d une part, le volume d eau est moindre et, d autre part, il est soutiré plusieurs fois par jour. Cela explique en partie pourquoi les installations planifiées à l époque ne posaient pas nécessairement problème. Le distributeur étant maintenu en température, le temps de soutirage était sensiblement plus court ; autrement dit, sans même que les spécialistes y prêtent attention, le temps de soutirage était respecté. Les températures de l alimentation d eau chaude influencent le temps de soutirage. En d autres termes, en cas de températures plus basses, par exemple à 45 C (stations de production d eau chaude sanitaire), le temps de soutirage effectif correspond à presque trois fois la durée de la phase froide. Il convient de tenir compte de cette remarque et de l intégrer dans les conventions d utilisation. Comment respecter les temps de soutirage : Idéalement, l architecte a conçu les locaux sanitaires de manière optimale et les tracés vers les robinetteries de soutirage sont courts. Comme c est rarement le cas, la distribution d eau chaude doit être planifiée en conséquence. Le distributeur d eau chaude doit être bien placé, c est-à-dire entre les locaux sanitaires. Il faut s écarter de l idée de placer les colonnes montantes dans la salle de bains. Un réduit situé de manière centrale entre les locaux sanitaires constitue peut-être un meilleur emplacement. Souvent, on est contraints de définir des colonnes montantes supplémentaires. S il est ainsi possible d exécuter des conduites de soutirage plus courtes, les pertes énergétiques ne seront pas plus importantes. En d autres termes : grâce aux temps de soutirage courts (< 10 secondes), les pertes énergétiques dues aux colonnes montantes supplémentaires sont largement compensées. La question se pose souvent de savoir si l on peut définir des temps de soutirage plus longs dans une convention d utilisation. Il est clair que c est possible, mais il faut veiller au fait que l on conclut rarement la convention d utilisation avec l utilisateur effectif (p. ex. dans le cas de copropriétés) ; par conséquent, le non-respect des temps de soutirage définis dans la SIA 385 risque de conduire à de longues procédures judiciaires. Le résultat de telles procédures judiciaires n est évidemment pas prévisible, tout comme la position du juge par rapport à la convention d utilisation. Tout spécialiste du sanitaire devrait essayer de planifier une bonne distribution avec des temps de soutirage courts et ne pas se reposer sur une convention d utilisation. Que faut-il éviter? De longues conduites de raccordement depuis le distributeur d eau chaude Distributeur raccordé depuis le haut (thermosiphon comme sur la photo) Amener la circulation vers le distributeur, car cela ne fonctionnera pas dans la pratique pour des raisons hydrauliques Installations avec boîtes doubles Températures basses dans la distribution d eau chaude 4/9

5 Remarque : Les installations avec tés conduisent souvent à de bons résultats au niveau des temps de soutirage car les conduites sont généralement courtes. C est seulement lorsque les conduites de raccordement sont noyées que les tracés sont plus longs et donc les temps de soutirage aussi. Dans le cas des conduites de raccordement noyées, il peut y avoir de plus grandes différences entre la planification et l exécution. Il faut sensibiliser les installateurs à cet aspect pour que les conduites de raccordement soient aussi courtes que possible. Enfin, pour le calcul de la durée de la phase froide, il convient de souligner que les débits suivants doivent être observés : Appareil sanitaire Débit l/s l/min Lavabo, lave-mains, bidet 0,1 6 Douche, table de rinçage, évier 0,2 12 Baignoire 0,3 18 Ces débits sont théoriques ; dans la pratique, ces valeurs peuvent être inférieures, notamment dans le cas de robinetteries et de douchettes à économie d eau. Cela signifie que les résultats obtenus (temps de soutirage) lors des mesures doivent être convertis aux débits indiqués ci-dessus selon une règle de trois. Prenons l exemple d une douche : si un temps de soutirage de 18 secondes résulte de la mesure avec une douchette à économie d eau (6 l/min), les prescriptions de la SIA 385 sont respectées car une robinetterie normale atteindrait un temps de soutirage de 9 secondes seulement. L utilisation de robinetteries et de douchettes à économie d eau devrait être thématisée dans la convention d utilisation. On pourrait ainsi préciser que les variations de température sont courantes dans le cas de robinetteries et de douchettes à économie d eau. De telles variations de température peuvent très difficilement être compensées par d autres mesures. Même un mitigeur thermostatique atteint ses limites, notamment lorsque la température de l eau chaude est baissée en raison d importants efforts d économies. On se demande souvent (précisément lors de mesures sur place) où le temps de soutirage doit être respecté. Cette question trouve son fondement dans la «Directive pour installations d eau potable» W3, qui calcule les pertes de charge jusqu à la dernière équerre de raccordement ; autrement dit, le robinet de soutirage n est pas pris en compte. En ce qui concerne le temps de soutirage, la situation est différente, car il n est pas possible de mesurer sans robinet de soutirage. Ainsi, le temps de soutirage est mesuré avec le robinet de soutirage ; une douchette extensible dans une cuisine ou un flexible de douche peut donc prolonger le temps de soutirage. Outre les longues conduites de soutirage et les raccordements peu optimaux des distributeurs, les débits sont une cause fréquente de temps de soutirage trop longs. En plus de mesurer la durée, il est donc important de mesurer le débit et les températures. Température de l eau chaude L hygiène est une exigence absolue. Lorsque les installations de pompe à chaleur ont un bon coefficient de performance (COP), des températures d eau chaude de 45 C à 55 C sont planifiées. On entend souvent l affirmation fausse selon laquelle les pompes à chaleur peuvent seulement atteindre les 55 C. Il faudrait ajouter que les 5/9

6 pompes à chaleur bon marché ne peuvent pas atteindre des températures plus élevées, tout en précisant que ces pompes à chaleur bon marché ne présentent pas non plus le meilleur COP. Les légionelles sont directement liées à la température de l eau chaude. Selon l Office fédéral de la santé publique (OFSP), il y a eu 275 cas de légionelles l année dernière avec un taux de mortalité d environ 10 %. Et ces chiffres n incluent pas les cas non recensés. Compte tenu de cette situation, les prescriptions de l OFSP ont été intégrées de manière conséquente dans la SIA 385. En résumé, l alimentation en eau chaude doit être conçue de manière à atteindre les températures suivantes : 60 C à la sortie du chauffe-eau 55 C dans les conduites maintenues en température (valable pour les rubans autorégulants et la circulation jusqu à l entrée du chauffe-eau) 50 C aux points de puisage Le schéma suivant tiré de l entreprise Geberit illustre très bien pourquoi ces températures ont été définies ainsi pour les installations d eau chaude. Les systèmes fonctionnant avec des températures inférieures à 60 C, par exemple des stations de production d eau chaude sanitaire, sont tout à fait possibles, mais doivent être chauffés pendant une heure à 60 C tous les jours (désinfection) ; d autres processus de désinfection définis par l OFSP peuvent être appliqués. Des différences par rapport aux températures indiquées par l OFSP peuvent être établies dans la convention d utilisation. Cependant, au vu de la trentaine de cas de décès par année, il est recommandé d assortir le renoncement à une désinfection quotidienne d un avertissement formel. Comme mentionné dans le paragraphe précédent : des températures d eau chaude plus basses prolongent les temps de soutirage, ce qui ne conduit pas à des pertes énergétiques plus importantes, mais nuit au confort. Exigences globales Comment les exigences globales se répercutent-elles sur la planification des installations sanitaires? Selon la SIA 385, les exigences globales visent à limiter les pertes de chaleur lors du stockage et de la distribution d eau chaude. La valeur limite de 50 % ne doit pas être dépassée ; autrement dit, les 6/9

7 pertes de chaleur ne doivent pas dépasser 50 % des besoins en chaleur pour l eau chaude. Une valeur cible de 40 % pourrait être convenue avec le maître de l ouvrage. Calculer cet indice de perte de l eau chaude est encore peu habituel et peut être compliqué. La documentation fournira un exemple. A cet égard, il convient de souligner les éléments suivants : Contrairement aux exigences dans les domaines du chauffage et de la ventilation, aucun justificatif n est actuellement requis d office. Si les diverses exigences (isolation thermique, pompes de circulation efficaces, temps de soutirage) sont observées, respecter les exigences globales avec la valeur limite de 50 % n est pas très difficile. Les pertes d une distribution d eau chaude avec ruban autorégulant sont calculées avec un facteur de 2,5. En cas de conditions peu optimales, les exigences globales ne peuvent pas être respectées. Les mesures suivantes améliorent l indice de perte de l eau chaude : Utiliser une pompe de circulation efficace sur le plan énergétique. Vérifier le maintien en température de la distribution d eau chaude, p. ex. circulation tube contre tube plutôt qu une circulation séparée. Améliorer l isolation thermique de l accumulateur et / ou l isolation des conduites d eau chaude maintenues en température, en augmentant l épaisseur de l isolation ou en utilisant des matériaux isolants avec une meilleure valeur lambda. Revoir l emplacement des conduites, accumulateurs, distributeurs, points de soutirage ainsi que la disposition des locaux. Selon la phase de planification, il peut être difficile voire impossible de modifier la disposition des locaux. Dans le domaine de l enveloppe du bâtiment, l introduction de prescriptions en matière d isolation thermique (valeurs U des fenêtres et d autres éléments de construction) avait aussi suscité de grandes discussions quant à leur faisabilité et leur pertinence à l époque. Aujourd hui, elles paraissent majoritairement évidentes. La norme SIA 385 ne permet pas de réduire directement la consommation d eau chaude, mais les mesures prévues visent à limiter les pertes d énergie. Dans le contexte de la Stratégie énergétique 2050, c est certainement la bonne approche. Pour cette raison, il est recommandé d appliquer dès aujourd hui les exigences globales, même sans contrainte officielle. La branche sanitaire serait ainsi préparée à de futures prescriptions énergétiques telles que le MoPEC. Par conséquent, il n est pas possible de répondre de manière définitive à la question initiale. Selon la disposition des locaux, les exigences globales peuvent constituer un défi de taille, que nous ne sommes pas en mesure de relever sans l aide de l architecte. Convention d utilisation Contrairement aux ingénieurs en génie civil, qui concluent une convention d utilisation sur la base de la norme SIA 260, les projeteurs sanitaires ne connaissent pas bien ce document. Cet instrument efficace n est donc malheureusement pas assez employé dans la technique du bâtiment. 7/9

8 L établissement d une convention d utilisation est déjà recommandé dans diverses normes (p. ex. SIA 385/1, SIA 385/2, SN ) et directives (p. ex. directives de planification des installations sanitaires) de la technique du bâtiment et de la technique énergétique. La convention d utilisation est le résultat d un dialogue entre le maître de l ouvrage et l auteur du projet. Elle comprend un catalogue des objectifs émis par le maître de l ouvrage concernant la planification, l exécution et l utilisation d une construction. Ce document est établi lors de la phase de l avant-projet et poursuivi lors des phases du projet de construction et de l appel d offres. La conclusion doit avoir lieu avant l appel d offres à proprement parler. Le document doit être signé par toutes les parties prenantes. La documentation sur les normes SIA 385/1 et 385/2 aborde la convention d utilisation de manière complète et traite la partie relative à l eau chaude en détail. Par rapport à la thématique de l eau chaude, la convention d utilisation doit comprendre les données suivantes : liste des locaux alimentés par de l eau chaude ; liste des points de puisage, avec indication systématique de l appareil et de la robinetterie correspondante ; températures convenues dans le système ; besoins en eau chaude utile convenus ; surface utile des bâtiments, ou directives d occupation en cas de coopérative ; indications sur le profil d utilisation attendu (p. ex. dans un centre de fitness) ; type de production de chaleur avec toutes les indications sur les températures, la disponibilité, etc. Cette énumération n est pas exhaustive. L application Web de suissetec «Conventions d utilisation» est conseillée. A la fin des travaux, la convention d utilisation peut être «reformatée» en un procèsverbal de réception. La question se pose souvent de savoir si des temps de soutirage plus longs peuvent être convenus au moyen d une convention d utilisation. On pourrait penser que c est possible, mais la convention d utilisation ne doit pas servir à contourner les lois, normes et directives en vigueur en définissant des temps de soutirage plus longs et des températures d eau chaude plus basses. Un temps de soutirage plus long conduit à des déperditions plus importantes ; par conséquent, les exigences globales ne peuvent pas être respectées. Par ailleurs, des températures d eau chaude plus basses posent problème au niveau de la légionellose. Dans tous les cas, le projeteur sanitaire doit toujours se demander s il veut «sauver» un mauvais concept de distribution d eau chaude par une convention d utilisation. D une part, cette approche risque de lui causer des problèmes d ordre juridique à un stade ultérieur. D autre part, il n agit pas dans le sens du maître de l ouvrage, même si ce dernier ne veut d abord pas l admettre. Il s agit ici de convaincre et pour y parvenir, il faut soi-même être convaincu des temps de soutirage et des températures d eau chaude. En prenant en compte l efficacité énergétique et la santé des utilisateurs, l argumentation devrait aboutir à de bonnes solutions. 8/9

9 Auteur Urs Lippuner, comité de domaine suissetec, projeteurs Renseignements Le responsable du domaine Sanitaire eau gaz de suissetec se tient à votre disposition pour tout autre renseignement : Marco Uberto tél marco.uberto@suissetec.ch Zurich, mai /9