2012-1 Hannes Lütz Product Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH Elaboration de la des bâtiments sur La nouvelle version de la norme EN15232 (2011-06) représente une révision et une extension de la norme existante EN15232 datant de 2007. Il propose une méthode d évaluation de l énergétique dans des bâtiments neufs et existants et pourra être utilisé pour évaluer la rentabilité des investissements dans la rénovation des systèmes de GTB existants.
La norme EN15232 décrit deux possibilités pour évaluer l énergétique: - un calcul basé sur un facteur (ou coefficient) et qui sera décrit plus précisemment ci-après et - un procédé de calcul détaillé nécessitant une connaissance précise des fonctions d automation prévues. Glossaire: EN: BACS: TBM: EPBD: CEN: (les abréviations sont celles de la version anglaise de la norme) European Norm soit norme européenne Building Automation Control System soit système d automatisation des bâtiments avec un contrôle effectif concernant le chauffage, la ventilation, l eau chaude sanitaire (ECS) et l éclairage Technical Building Management soit gestion technique des bâtiments (GTB) qui propose des informations concernant l exploitation, la maintenance et la gestion de bâtiments Energy Performance of Buildings Directive soit directive relative à l globale de bâtiments (Directive européenne 2002/91/EC) Commitée Européen de Normalisation soit comité européen de normalisation De nombreux bâtiments existants et neufs sont à analyser sur le plan de leur consommation en énergie, ce qui explique le gros besoin de pouvoir disposer d un outil rapide pouvant être facilement utilisé par des personnes qui ne sont pas des experts. La nouvelle version de la norme européenne EN15232 (2011-06) offre un bon exemple pour une approche basée sur un facteur pour étudier l impact des améliorations apportées par BACS et GTB sur la consommation en énergie d un bâtiment. La EN15232 n est qu une des normes spécifiques dans le cadre de la EPBD. Bien qu environ 40 autres normes se rapportent à des calculs concernant différentes consommations énergétiques, la norme EN15232 est celle qui calcule l influence de l automatisation et de la GTB sur les installations thermiques et électriques.
Le diagramme suivant illustre les différents relations. Méthode de calcul de la performance énergétique (Articles 4, 5 et 6 de la EPBD) Exigences concernant l énergétique dans les bâtiments neufs EPBD article 4, 5 rénovations faisant référence EPBD article 4, 6 Performance énergétique Possibilités de formuler l énergétique EN 15217 Consommation énergétique globale, énergie primaire, émissions de CO 2, totalité de l énergie mise à disposition Procédures pour calculer et mesurer l évaluation de l énergie EN 15603 Besoins énergétiques du système et du bâtiment pour le chauffage, le rafraîchissement, l humidification, la déshumidification, l eau chaude sanitaire, l éclairage et la ventilation EN ISO 13790, EN 15316-1, EN 15316-2.1, EN 15243, EN 15316-3, EN 15316-4, EN 15265, EN 15193, EN 15241, EN 15232 EN 15232 Definition et terminologie, données concernant les températures extérieures, conditions ambiantes, surchauffe et protection solaire, isolation thermique des composants du bâtiment, ventilation et filtration de l air, etc. Par Exemple : EN ISO 6W6, EN ISO 13370, EN ISO 10077-1, EN 13947, EN ISO 10211, EN ISO 10077-2, EN ISO 14663, EN ISO 10456, EN 15242, EN 13775, EN 15251, EN ISO 15927, EN ISO 7345, EN ISO 92S3, Fig. 1: toile de fond, état et avenir des normes CEN en vue d assister la directive relative à l globale de bâtiments (EPBD). Source: publication Cense
Les résultats concernant l application de la norme EN15232 offrent aux propriétaires, architectes ou consultants des informations relatives à des possibilités d améliorations futures concernant des bâtiments existants ainsi que la réduction de la consommation en énergie après passage à une gestion optimisée des bâtiments. La norme identifie quatre classes d pour bâtiments et immeubles d habitation, la classe C étant la classe de référence. Chauffage/ rafraîchissement Traitement de l air Eclairage Ombrage A Ex. régulation individuelle pièce par pièce avec communication et demande en fonction des besoins, par ex. pompes régulées en fonction de la pression. Ex : régulation du débit d air avec par ex. soufflage avec consigne fonction de la charge éclairage ex : régulation par gradateur et détection de présence régulation combinée des stores avec la température B Ex: régulation individuelle pièce par pièce avec communication par ex. régulation de pompes à plusieures vitesses Ex : commande de ventilateurs à plusieurs vitesses Ex : régulation du soufflage avec compensation de la consigne selon l extérieur éclairage ex : régulation par gradateur et détection de présence régulation des stores C Ex: régulation individuelle pièce par pièce avec robinets thermostatiques ou régulateurs électroniques, par ex. réglage marche-arrêt des pompes Ex: marche-arrêt des ventilateurs. Ex : régulation du soufflage à température constante commande manuelle de l éclairage avec par ex : interrupteur manuel avec signal central arrêt commande manuelle des stores motorisés D Ex: pas de régulation individuelle, pas de régulation des pompes Ex: pas de régulation du débit d air, pas de régulation du soufflage commande manuelle de l éclairage avec par ex. des interrupteurs manuels commande manuelle des stores Fig. 2: extrait du tableau 2 de la norme.
La figure 3 qui suit montre toutes les fonctions de la GTB et leur affectation à l une des 4 classes d. Toutes les zones en grisé relient une fonction avec la classe correspondante. REGULATION AUTOMATIQUE CONTROL 1 REGULATION DU CHAUFFAGE 1.1 Régulation d ambiance Définition des classes: Immeuble d habitation Pas d immeuble d habitation D C B A D C B A Le système de régulation est installé au niveau de sondes ou de pièces. Dans le 1e cas, un système pourra réguler plusieurs pièces In the first case, it can control multiple rooms. 0 Pas de régulation d ambiance 1 Régulation d ambiance centralisée 2 Régulation individuelle. d ambiance X 3 Régulation individuelle. d ambiance communicante X 4 Régulation individuelle. d ambiance communicante basée sur la demande 1.2 Régulation d ambiance sur GTB 0 Pas de régulation d ambiance 1 Régulation d ambiance centralisée 2 Régulation d ambiance centralisée avancée X Fig. 3: liste des fonctions et leur affectation aux classes d BACS. La classe C représente l exigence minimale définie pour les fonctions GTB et BACS (extrait du tableau 3 de EN15232). Comme le montre le tableau ci-dessus, la classe C exige déjà une régulation individuelle des pièces. La classe B est atteinte grâce à des régulateurs communicants entre eux alors que l on atteint la classe A par l utilisation d une régulation en fonction des besoins (par ex le régulateur individuel d ambiance CentraLine SERVAL). En l absence d installations (par exemple absence d une installation de ventilation), il n y a pas lieu de prendre en compte des évaluations. La même chose vaut pour des installations moins importantes dans le contexte. Ici, le bureau d étude peut décider selon ses propres évaluations ou critères. Le tableau complet 3 de la norme montre toutes les exigences concernant la classe C servant de référence pour le calcul des facteurs d (cette liste peut aussi servir de référence pour les exigences minimales concernant un projet).
Les tableaux suivants représentent les éléments essentiels de la norme: les facteurs d, selon qu il s agit d applications thermiques ou électriques. Facteurs d BACS fbscs,th D C B A Types de bâtiments (Référence) Pas d énergétique Standard Extension Grande énergétique Bureaux 1,51 1 0,8 0,70 Amphithéâtre 1,24 1 0,75 0,50 Ecoles 1,20 1 0,88 0,80 Fig. 4: facteurs d thermique (extrait du tableau 5 de la norme) Types de bâtiments Tous les facteurs d BACS fbscs,th D C (Referenz) B A Pas d énergétique Standard Extension Grande énergétique Bureaux 1,10 1 0,93 0,87 Amphithéâtre 1,06 1 0,94 0,89 Ecoles 1,07 1 0,93 0,86 Hôpitaux 1,05 1 0,98 0,96 Fig. 5: facteurs d électrique (extrait du tableau 5 de la norme)
Lors de l application de la norme EN 15232 concernant des projets de rénovation et où la consommation énergétique est connue, les économies peuvent être facilement évaluées lors d investissements: Lorsqu un propriétaire décide par exemple de faire passer les bureaux de son immeuble de la classe C à la classe A, la réduction estimée selon la norme en besoins énergétiques est d environ 30% (facteur 0,7), et la réduction de la consommation électrique d environ 13% (facteur 0,87). Dans le cas de coûts de chauffage de 10.000,00 par saison, l économie réalisée se monte à environ 3.000,00 /année et pour des coûts électriques annuels (y compris le rafraîchissement) de 25.000,00, l économie se monte à environ 3.250,00 /année. Mais qu implique une réactualisation du système BAC et que devra améliorer l installateur? Les fonctions à rajouter peuvent se déduire de la figure 3: Régulation d ambiance (chauffage/rafraîchissement): Remplacement de robinets thermostatiques par une régulation d ambiance communicante et qui transmet ses besoins aux générateurs de chaleur, par exemple CentraLine Serval en liaison avec CentraLine Lion ou Tiger. Régulation de l installation (production et répartition de calories et de frigories): Les besoins énergétiques des consommateurs (circuits de chauffage) devront être transmis aux générateurs (chaudières, installations de froid). Mise en oeuvre de fonctions optimisées marche/arrêt, d utilisation de pompes à vitesse variable et commande en cascade des générateurs en fonction du rendement. Installation de climatisation: Les mots clé sont ici régulation en fonction de la charge, compensation en fonction de la température extérieure, régulation d enthalpie et d humidité. Eclairage: Il est important de veiller à une détection de présence ainsi qu à une régulation de l éclairage. Améliorations de la GTB: Détection de défauts dans le BACS, surveillance de la consommation énergétique et des conditions intérieures. Toutes les fonctions sont disponibles via le logiciel d ingéniérie Centraline COACH et disponibles dans le régulateur par téléchargement, ce qui permet d atteindre la classe d A.
Dans le cas de nombreuses rénovations, il faudra probalement remplacer le système GTB existant par un nouveau système comportant les fonctions additionnelles décrites plus haut. En ce qui concerne les bâtiments neufs, il conviendrait de toujours prévoir une GTB extensible pour permettre d ajouter avec plus de facilités des extensions futures. Compte-tenu de l ensemble des facteurs d, on dispose de possibilités significatives pour réaliser des économies d énergie. Dans le cas de bureaux comme indiqué plus haut- l économie maximale se monte à 30% pour ce qui est la réduction de l énergie thermique. Dans d autres cas de figure où la climatisation joue un rôle plus important (par exemple dans des amphithéâtres ou supermarchés), les économies sont encore plus élevées (jusqu à 50%), car ici, on pourra assurer de manière très précise la charge optimale au moyen d une régulation de qualité d air appropriée. Résumé L application de la norme EN15232 permet une estimation de l énergétique au moyen de la GTB et ACS. La méthode simplifiée ne remplace pas des calculs précis mais offre un bon aperçu des avantages que l on pourra estimer grâce à une actualisation du système de régulation; elle permet à l utilisateur et au propriétaire de l immeuble d évaluer le degré d éfficacité du système de régulation. Sur la base des facteurs d, on pourra calculer la rentabilité à laquelle un propriétaire pourra s attendre lorsqu il investit dans l actualisation de BACS. Toutefois, la simplification ne couvre pas tous les aspects de d utilisation d un bâtiment. L entrée de paramètres plus généraux comme par exemple le libre choix des heures d occupation, les surfaces occupées et le pourcentage de couverture fonctionnelle en ce qui concerne le nombres des pièces serait souhaitable. Les systèmes modernes d automatisation de bâtiments comportent toutes les fonctions nécessaires pour atteindre l évaluation de la classe A. Les tableaux montrent les énormes possibilités de rénovation et d actualisation de systèmes dans des bâtiments existants ainsi que les avantages dans des bâtiments neufs. Dans toute l Europe, CentraLine et ses partenaires cherchent à promouvoir les avantages de fonctions de régulation sophistiquées. Le fait que de nombreux projets ont permis des économies d énergie plus élevées que celles calculées au moyen de la norme EN15232 est probablement dû à une utilisation plus facile et transparente de l installation au moyen par exemple de systèmes offrant des suivis graphiques. On trouvera des exemples de projets sur la page Web de CentraLine sous www.centraline.com.
Sources des images: Fig. 1: extrait de Cense publication Fig. 2: extrait de EN15232 (2011-06), version anglaise Fig. 3: extrait de EN15232 (2011-06), version anglaise Fig. 4: extrait de EN15232 (2011-06), version anglaise Fig. 5: extrait de EN15232 (2011-06), version anglaise Sources: EN15232(2011-06) Nouvelle version de la norme en langue anglaise. Ansprechpartner für Redaktionen: Ansel & Möllers GmbH Nina Henkel, Simone Setka König-Karl-Straße 10 70372 Stuttgart Tel: 07 11 / 9 25 45-0; Fax: -25 E-Mail: n.henkel@anselmoellers.de www.buildingexperts.info D autres informations concernant le thème de l énergétique dans des bâtiments sont disponibles sous www.buildingexperts.info. On y trouvera des articles rédigés par des experts dans le domaine de CentraLine, articles que l on pourra télécharger. Pour de plus amples informations concernant Centraline, se reporter à www.centraline.com. CentraLine Honeywell SA 72 chemin de la Noue F-74380 Cranves-Sales