APPROCHE SYNPACK SOLUTIONS POUR PROJETS DE RÉNOVATION URBAINS Document guide destiné aux associations de logement, aux aménageurs et aux responsables politiques locaux S y n P a c k PROMOTED BY THE EUROPEAN COMMISSION
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SynPack 3 TABLE DES MATIÈRES Le projet européen SynPack Projet Cologne Allemagne Projet Prinsenflats Rijswijk Pays-Bas Projet Vorselaar Belgique Projet Frederiksberg Danemark Expérience acquise et perspectives Impression 4 6 8 10 12 14 15
SynPack 4 Le projet européen SynPack SYNPACK SynPack est l acronyme de Synergy Package Approach, une méthode illustrée par quatre projets de rénovation innovants mis en place dans quatre pays européens. Cette méthode permet de développer des concepts de rénovation économiquement viables qui garantissent des économies d énergie d au moins 70 %. Cette approche est intéressante car elle permet de comparer des synergies résultant de différentes combinaisons sensées de mesures d économie d énergie et de l utilisation des énergies renouvelables. Le projet européen SynPack illustre les points forts de cette approche à travers la rénovation (axée vers le futur) d immeubles en Allemagne, aux Pays-Bas, en Belgique et au Danemark. Le projet s inscrit dans le 5ème Programme-Cadre de l UE, un programme d aide établissant les priorités pour les recherches menées par l Union européenne, le développement technologique et les démonstrations. HISTORIQUE Dans plusieurs villes d Europe, les activités massives qui eurent lieu dans les années 60 et 70 dans le secteur de la construction ont fait naître de nombreux parcs architecturaux et complexes résidentiels. Le style de la construction industrielle est typique de cette période. Souvent, les bâtiments présentent des systèmes énergétiques peu efficaces et les coûts d opération et d entretien sont élevés. De plus, le peu de confort et l aspect rébarbatif a diminué l attrait de ces bâtiments sur le marché. Un tel processus mène à l inoccupation des bâtiments, ce qui provoque des pertes économiques et diminue l attrait de certains espaces résidentiels urbains. Pour solutionner ce problème, on peut combiner mesures de rénovation nécessaires et rénovation efficace en matière d énergie. On peut réduire ainsi la demande énergétique et améliorer l aspect du bâtiment à moindres coûts. Dans cette situation, les mesures de synergies qui réduisent la demande énergétique de manière conséquente et intègrent les énergies renouvelables offrent des solutions pour des quartiers urbains défavorisés sur le plan économique, écologique et urbanistique. LES DIFFÉRENTES PHASES DU PROJET SYNPACK Le projet SynPack comprend la réalisation, l évaluation et la diffusion des quatre projets de démonstration. Les phases du projet qui suivent ont été achevées entre l été 2000 et fin 2002: Planning détaillé des mesures de synergies déjà développées Réalisation des projets Evaluation des projets (performances énergétiques, approbation utilisateurs et investisseur) Diffusion des résultats à travers l Europe VIDOMES, ECOFYS BV - NL KAB, CENERGIA - DK ZONNIGE KEMPEN, 3E - BE ANTONITER SIEDLUNGS- GESELLSCHAFT, ECOFYS GMBH - D SYNERGY PACKAGE APPROACH ENERGY SOLUTIONS FOR URBAN RETROFIT PROJECTS
SynPack 5 FONCTIONNEMENT DE L APPROCHE SYNPACK Etape 1 développement des ensembles de mesures Pour différentes mesures d économie d énergie possibles, on réalise une optimisation de l annuité du prêt en fonction du cycle de vie des coûts d investissements, de l entretien et de l opération. On détermine ensuite différents ensembles de mesures et on calcule l économie d énergie au total et par ensemble. On prend en compte toutes les mesures d économie d énergie possibles au niveau de l isolation de l enveloppe du bâtiment, des fenêtres super-isolantes, des systèmes de chauffage, des énergies renouvelables, etc. Les ensembles de mesures sont présentés dans un tableau matriciel qui donne des informations sur la réduction des émissions de CO2, sur les coûts énergétiques économisés, sur les coûts annuels et d autres indicateurs et ce, depuis les rénovations standards jusqu aux concepts très innovants. Un diagramme donne un aperçu des différents ensembles et de leurs ambitions énergétiques. Etape 2 décision et réalisation de l ensemble de mesures Le tableau matriciel développé durant l étape 1 est présenté au propriétaire du bâtiment. En se basant sur cette information transparente, le propriétaire du bâtiment peut facilement choisir un ensemble de mesures optimisé d un point de vue économique, qui correspond au niveau d innovation qu il a choisi et aux possibilités financières et techniques. Tout au long du projet, on a remarqué que l approche la plus innovante était souvent la plus intéressante d un point de vue financier grâce aux synergies obtenues et pour cette raison, c est aussi souvent celle-là que la société de logement a choisi. Les subsides octroyés pour les mesures innovantes ont également encouragé les sociétés à faire ce choix. L ensemble de mesures qui a été choisi forme alors une ligne directrice fiable tout au long du processus de réalisation. SYNERGIES OBTENUES En combinant intelligemment différentes mesures, on peut réaliser des synergies à différents niveaux et entre différents niveaux, comme le montrent ces exemples repris des projets décrits: ENERGIE En acheminant l air de ventilation derrière des panneaux photovoltaïques, on économise de l énergie en préchauffant l air frais insufflé tout en améliorant le rendement du système PV en refroidissant les cellules. COÛTS En améliorant l isolation de l enveloppe du bâtiment et donc, en diminuant la demande de chaleur, on réduit tout d abord le nombre des kwh à payer et, s il faut procéder à un remplacement, on peut installer de plus petits systèmes de chauffage moins coûteux. De plus, on peut utiliser des températures de départ plus basses et plus efficaces pour la distribution de chaleur. CONFORT Un escalier extérieur permet d accéder plus facilement aux appartements. En plus d un meilleur confort, l escalier sert de zone tampon entre l extérieur et les halls d entrée, évite les courants d air et économise de l énergie. ASPECT SOCIOLOGIQUE L utilisation des énergies renouvelables et des systèmes solaires en particulier donne aux habitants une image positive de l urbanisme, axée vers le futur. Consommation énergétique [kwh/m 2 a] TABLEAU MATRICIEL Situation Rénovation Rénovation Rénovation POUR LES DECIDEURS existante minimale énergetique solaire Demande de [kwh/m 2 a] 156 66 54 54 chaleur Eau chaude [kwh/m 2 a] 27 27 27 20 sanitaire 200 180 160 Emissions CO2 [t/a] 226 115 100 91 Réduction émissions [-] 0% 49% 56% 60% Coûts énergétiques [Euro/m 2 a] 8,02 4,09 3,87 3,06 Investissements [ku] 0,00 505 505 505 non-liés à l'énergie Coûts de la rénova- [ku] 0 283 363 427 tion liés à l'énergie Subsides potentiels [ku] 0 0 91 107 Coûts annuels [U/m 2 a] 8,02 7,24 7,91 8,13 (sans subsides) Coûts annuels [U/m 2 a] 8,02 7,24 6,90 6,86 (avec subsides) 140 120 100 80 60 40 20 0 Avant rénovation WSchV 95 eau chaude sanitaire Isolation bâtiment solaire chauffage des locaux Bâtiment solaire + système solaire thermique
SynPack 6 SynPack Projet Cologne, Allemagne RÉSUMÉ La ville de Cologne souhaite améliorer les conditions de vie de Bocklemünd, un quartier de Cologne. Dans cette optique, la société de logement Antoniter et la Ville de Cologne ont chargé Ecofys GmbH de développer un concept de rénovation pour un bloc résidentiel. Le concept de rénovation combine des mesures d isolation et l installation d un système solaire thermique pour la production d eau chaude sanitaire. On prévoyait également d intégrer un système photovoltaïque à la façade. Le concept répond aux réglementations du programme 50 Solarsiedlungen in NRW, un projet lancé par le Landesinitiative Zukunftsenergien NRW, qui vise à illustrer l utilisation de l énergie solaire dans le secteur résidentiel. Le concept énergétique a été réalisé entre l été et l automne 2001 et a abouti à un projet de rénovation qui combine économie d énergie et utilisation des énergies renouvelables, réduisant la demande énergétique pour le chauffage des locaux et l'eau chaude sanitaire d environ 55 %. Le Landesinitiative Zukunftsenergien NRW, l Eglise Protestante de la Région du Rhin, La Fondation de Recherche Environnementale allemande et la Commission européenne ont apporté leur soutien au projet. ETAT DES LIEUX AVANT RESTAURATION Au début du projet, le bâtiment et en particulier les fenêtres et la façade constituée de panneaux d amiante nécessitaient une rénovation urgente. Habitations: 92 Surface: 6.300 m 2 Etages: 7 9 Hauteur: 19 25 m Demande de chaleur: 156 kwh/m 2 a L énergie nécessaire pour le chauffage provenait uniquement du chauffage urbain. OBJECTIFS ET APPROCHE Le but de la rénovation était de réduire la demande énergétique en améliorant l isolation, d explorer les possibilités offertes par l énergie solaire et d accroître l attrait du quartier. Trois ensembles de mesures de synergies de différents niveaux d ambition ont été développés et comparés: 1. Meilleure isolation en accord avec les réglementations en vigueur dans le secteur de la construction (WSchV`95) 2. Meilleure isolation en fonction des critères 50 Solarsiedlungen in NRW 3. Version 2 + système solaire thermique pour eau chaude sanitaire. Un système-pv supplémentaire était prévu pour rendre visibles les aspects de la restauration liés au solaire. Finalement, c est la troisième version qui a été choisie. Elle est la plus ambitieuse tout en restant économiquement réalisable et permet d économiser environ 60 % de la demande énergétique actuelle. Vue de la façade-sud avant restauration Consommation énergétique [kwh/m 2 a] 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Avant rénovation WSchV 95 eau chaude sanitaire Isolation bâtiment solaire chauffage des locaux Ensembles de mesures de synergies développés Bâtiment solaire + système solaire thermique SYNERGY PACKAGE APPROACH ENERGY SOLUTIONS FOR URBAN RETROFIT PROJECTS
SynPack 7 MESURES RÉALISÉES Mesure Effets Avant Après Isolation coefficient k Façade [W/m 2 K] 1,50 0,30 Plafond de [W/m 2 K] 0,71 0,34 la cave Toit [W/m 2 K] 0,76 0,25 Fenêtres [W/m 2 K] 5,20 1,30 Système Demande énergétique 112m 2 solaire thermique eau capteurs chaude sanitaire (450 kwh/ m 2 a ) Façade-PV Production courant vert 9,3 kwc (520 kwh/ kwc) Façade avec système-pv intégré SYNERGIES En améliorant l isolation, on a réduit les coûts énergétiques directs et on a obtenu un meilleur prix fixe pour le chauffage urbain. Le système solaire thermique a été intégré à la production d eau chaude sanitaire à bon prix. Les aspects de la rénovation solaire qui sont cachés sont rendus visibles sous forme d un système-pv intégré à la façade, permettant ainsi de produire de l électricité sans nuire à l environnement et d améliorer le quartier. RÉSULTATS ET POSSIBILITÉS Evaluation technique On a réduit la demande d énergie pour le chauffage des locaux d environ 57 % (jusqu à 67 kwh/m 2 a). Le système solaire thermique produisait environ 405 kwh d eau chaude sanitaire par m 2 de capteurs. On a donc réduit la demande d énergie pour l eau chaude sanitaire de 30 à 22 kwh/m 2 a. La façade-pv produisait approx. 600 kwh/kwc. Finalement, d octobre 2001 à octobre 2002, le projet a économisé environ 123 tonnes de CO 2. Vue après la restauration Crédits de soutien Subsides Capital propre 601 ku 260 ku 302 ku Coûts et financement Investissement (lié à l énergie): Enveloppe du bâtiment Fenêtres Système solaire thermique Système photovoltaïque Coûts de construction suppl. Total Financement Crédits commerciaux 1.451 ku 170 ku 93 ku 138 ku 213 ku 2.065 kw 902 ku Evaluation socio-écologique Les locataires interviewés ont largement approuvé les mesures. Ils ont apprécié l amélioration du confort et les visiteurs leur ont posé de nombreuses questions à propos du système solaire. Ces résultats augmentent les chances des projets solaires de rénovation: réalisables avec planning intégré coûts énergétiques peu élevés et aspect attrayant solution durable pour quartiers urbains défavorisés PARTENAIRES Antoniter Siedlungsgesellschaft Ecofys GmbH
SynPack 8 SynPack Projet Prinsenflats Rijswijk, Pays-Bas RÉSUMÉ Les 5 immeubles (506 habitations) de la société de logement Stichting Vidomes sont situés à la frontière de Rijswijk (au sud de Den Haag). La rénovation doit permettre d économiser plus de 50% de l énergie primaire pour le chauffage et la production d eau chaude sanitaire. La majeure partie des économies d énergie est réalisée en isolant l enveloppe du bâtiment qui est analysée en détails pour optimiser les mesures d isolation. Les façades sont principalement faites de fenêtres. Les châssis existants, encore en assez bon état, ont été adaptés sur le site pour pouvoir placer les nouvelles vitres. Remplacer les chauffe-eau individuels au gaz pour la production d eau chaude sanitaire (ECS) par un système collectif de production d eau chaude sanitaire via lequel la chaleur de l air de ventilation évacué est récupérée par une pompe à chaleur. On a réalisé des calculs individuels de la consommation d énergie pour le chauffage collectif et la production d eau chaude sanitaire pour sensibiliser les locataires à l économie d énergie. ETAT DES LIEUX AVANT RESTAURATION Les immeubles datent de 1970 et sont caractérisés par une méthode de construction industrielle. La surface moyenne de chauffe des habitations est de 86,5 m 2. La consommation d énergie moyenne annuelle pour le chauffage et pour l eau chaude sanitaire est de 2000 m 3 de gaz naturel (231 kwh/m 2 d énergie primaire), corrigé pour une année normale. La demande pour le chauffage des locaux s élevait à 160 kwh/m 2 a. OBJECTIFS ET APPROCHE La société de logement souhaitait améliorer ses immeubles et dépendances dans le cadre d un programme des autorités locales visant à aménager l ensemble du quartier. En participant à un projet subsidié par la CE, ils ont pu augmenter leur ambitions en matière d économie d énergie. L ensemble des mesures était caractérisé par une ambition élevée et des coûts supplémentaires acceptables avec un temps de retour simple de 15 ans. Des brochures spécialisées ont été distribuées aux locataires pour les informer au sujet des mesures et de leurs conséquences. Allée publique de l immeuble Maurits avant rénovation. Énergie primaire [kwh/m 2 a] 300 250 200 150 100 50 0 Situation existante Rénovation normale SynPack Nouvelles habitations Chauffage Eau chaude sanitaire Appoint Ensembles de mesures de synergies Electricité générale SYNERGY PACKAGE APPROACH ENERGY SOLUTIONS FOR URBAN RETROFIT PROJECTS
SynPack 9 MESURES RÉALISÉES En plus d une isolation correcte, on a installé un système collectif innovant de production d eau chaude sanitaire pour chaque bâtiment: ventilateurs efficaces sur le toit; un échangeur près des ventilateurs; une pompe à chaleur collective et un échangeur de chaleur; trois ballons de stockage isolés pour l eau chaude sanitaire préchauffée; une chaudière au gaz d appoint et un échangeur de chaleur à haut rendement se chargent du chauffage d appoint pour l eau chaude sanitaire; un ballon de stockage isolé un système de distribution isolé QUALITÉ D ISOLATION R C U (valeurs existantes entre parenthèses) [m2k/w] [W/m2K] Compartiment de stockage (cave) sol 50 mm PUR (nouveau) 2.5 (0.2) Façades 20 mm panneaux PS 3.6 / 1.3 arrière 40 mm laine minérale (nouveau) (0.9) 80 mm laine minérale (nouveau) Panneaux 65 mm panneaux PUR (nouveau) 3.0 (0.6) Fenêtres Vitres super-isolantes (nouveau) 1.7 (4.6) Toit 60 mm panneaux PS 1.6 (1.6) La pompe à chaleur collective et le stockage primaire (à gauche). Le ballon de stockage secondaire et les chauffages d appoint (à droite). SYNERGIE 1. Remplacement des chauffe-eau au gaz par une pompe à chaleur collective pour la production d eau chaude sanitaire. Réduire encore les pertes de chaleur en isolant davantage entraînerait des coûts élevés disproportionnés. On a donc conservé la ventilation uniquement, pour réduire les pertes de chaleur. Ceci, associé au fait que les chauffages au gaz devaient être remplacés, a abouti à un système via lequel la chaleur de l air de ventilation évacué est transférée vers l eau chaude sanitaire. 2. Une meilleure isolation permet de profiter des capacités de condensation de la chaudière au gaz existante. Une isolation importante reduit le besoin de chaleur. La taille des radiateurs ne change pas, ce qui autorise une température d entrée modérée. RÉSULTATS Les mesures proposées visent à économiser 57% d énergie primaire au total. La consommation pour le chauffage des locaux et de l'eau chaude sanitaire a été réduite jusqu à 660 m 2 de gaz Allée publique de l immeuble Johan-Friso après restauration. naturel et 235 kwh par an (88 kwh/m 2 énergie primaire). La demande en chauffage a été réduite à 43 kwh/m 2 a. Le suivi du premier immeuble a débuté fin 2002. La réduction des émissions de CO 2 pour les 5 immeubles est de 1260 tonnes par an. L investissement total de la rénovation s élève à U 19.546.000 (U 3.730.500 pour les économies d énergie). Vu l amélioration du confort, le loyer a été augmenté en deux étapes: 60% immédiatement et le reste réparti sur les 5 années suivantes. D un autre côté, la provision mensuelle pour les charges sera diminuée de moitié par rapport au montant initial. Le montant total ne représente toujours que 70% du plafond supérieur du loyer moyen. Le nouveau système collectif de production d ECS contient beaucoup d éléments standards. On peut les appliquer à des immeubles de tailles différentes. On a choisi un système collectif pour des raisons liées à l investissement, pour préserver l espace habitable et pour faciliter l entretien. PARTENAIRES Stichting Vidomes Ecofys bv
SynPack 10 SynPack Projet Vorselaar, Belgique RÉSUMÉ En Belgique, on a rénové 5 blocs d appartements appartenant à la société de logement Zonnige Kempen et comprenant chacun 11 habitations. Les immeubles ont été construits en 1971 et dans chaque bloc, on a ajouté 2 appartements sous le toit en 1992. Au début du projet, le niveau d isolation était peu élevé sauf pour le toit (pas d isolation des murs, simple vitrage, ponts thermiques) et les bâtiments n étaient équipés d aucun système de ventilation. Les principales mesures de rénovation sont les suivantes: Isolation thermique de l enveloppe du bâtiment (isolation externe + double vitrage super-isolant) Suppression des ponts thermiques grâce à des balcons vitrés Ventilation mécanique individuelle avec récupération de chaleur dans chaque appartement Système solaire thermique de 25 m 2 pour chauffer jusqu à 40% de la consommation d eau chaude Chaudières au gaz à condensation pour une efficacité de chauffage maximale L implémentation de ces mesures permet de réaliser une économie annuelle d énergie primaire de 70% et réduit la consommation d énergie primaire pour le chauffage et l eau chaude sanitaire de 250 kwh/m 2 a à 80 kwh/m 2 a. ETAT DES LIEUX AVANT RÉNOVATION murs non-isolés fenêtres avec simple vitrage châssis en aluminium avec rupture thermique pas de système de ventilation chaudières au gaz individuelles (peu efficaces) Consommation d énergie avant rénovation: Demande de chaleur Energie primaire Unité Consommation d énergie chauffage des locaux 210 kwh/m 2 a Consommation d énergie eau chaude sanitaire 40 kwh/m 2 a Consommation totale en chauffage 250 kwh/m 2 a Façade avant rénovation OBJECTIFS ET APPROCHE Différents objectifs ont été fixés pour cette rénovation. Tout d abord, il fallait améliorer le confort thermique et la qualité de l air intérieur (QAI). Ensuite, il fallait installer un ascenseur pour rendre le bâtiment accessible aux personnes à mobilité réduite. Finalement, la société de logement souhaitait réaliser des économies d énergie importantes. Pour atteindre ces objectifs, on a développé différents ensembles de mesures de rénovation. On a amélioré le confort thermique en isolant les murs extérieurs et en remplaçant le simple vitrage par un double vitrage super-isolant (coefficient k 1.1 W/m 2 K). Un deuxième ensemble de mesures proposait également des balcons vitrés pour éviter les ponts thermiques. Les simulations ont démontré que la meilleure solution était un vitrage 1.1 pour les balcons. Pour garantir la QAI et économiser de l énergie, le dernier ensemble de mesures proposait aussi une ventilation avec récupération de chaleur. Demande de chaleur primaire [kwh/m 2 a] 210 175 140 105 70 35 00 Initial (S0) Isolation + vitrage super-isolant (S1) S1 + balcons vitrés (S2) S2 + Ventilation récupération chaleur (S3) Demande d énergie primaire et économies d énergie des différents ensembles de mesures de synergies 0 50 100 Economies énergie primaire [% économies] SYNERGY PACKAGE APPROACH ENERGY SOLUTIONS FOR URBAN RETROFIT PROJECTS
SynPack 11 MESURES RÉALISÉES Mesure Effets Avant Après Isolation murs extérieurs Coefficient k [W/m 2 K] 1,4 0,33 Vitrage à haute performance Coefficient k [W/m 2 K] 5,8 1,1 Ventilation avec récupération de 20% chaleur Demande d énergie économies Balcons vitrés Pas de pont thermique 10% économies Chauffe-eau solaire Demande d énergie 40% solaire Chaudière à 10% haute efficacité Demande d énergie économies Détail de l isolation des murs extérieurs et du vitrage des balcons. SYNERGIES L isolation de l enveloppe du bâtiment améliore grandement le confort tout en permettant d économiser de l énergie. Les balcons vitrés (vitrage super-isolant) font disparaître les ponts thermiques grâce à la couche en béton, et augmentent ainsi l espace habitable en donnant une température agréable en hiver grâce à l effet de serre. Pour permettre aux personnes à mobilité réduite d accéder au bâtiment, on a prévu un escalier et un ascenseur externes. En plus d un meilleur confort, cet escalier sert de tampon thermique entre l environnement extérieur et le hall, et le toit de l escalier offre une surface orientée de manière optimale pour le placement des capteurs solaires thermiques. Vue de la façade après la rénovation. RÉSULTATS ET POSSIBILITÉS Des simulations détaillées ont donné les valeurs de référence suivantes: Demande de chaleur Energie primaire Unité Chauffage locaux 55 kwh/m 2 a Eau chaude sanitaire 25 kwh/m 2 a Plus de 70 % d économies énergie primaire 207 000 kg/an de CO 2 économisé Evaluation financière investissement total/appartement : 22,140 U montant total des subsides provenant de sources diverses: 16.6% après rénovation, les loyers ont augmenté de 185 U à 260 U par appartement. Evaluation socio-écologique Les locataires sont positifs vu l amélioration du confort et la diminution des charges. Sur base d une analyse coût-profit incluant tous les coûts réels et les coûts environnementaux, le bilan de l investisseur est positif, sans aucun doute. On a installé un système de contrôle permettant d étudier en détails le comportement réel des bâtiments rénovés. Ce projet montre que les mesures d économie d énergie peuvent parfaitement être combinées avec la rénovation générale d habitations. Pour réaliser une économie d énergie primaire de 70%, il fallait évaluer les ensembles de mesures de synergies, les optimiser dans le but d économiser l énergie primaire. Les sociétés de logements sociaux s intéressent aux résultats et au suivi. C est une évolution prometteuse pour la construction de bâtiments plus efficaces. PARTENAIRES Zonnige Kempen 3E
SynPack 12 SynPack Projet Frederiksberg, DK RÉSUMÉ Deux immeubles à appartements situés à Frederiksberg à Copenhague ont été restaurés dans le cadre du projet de rénovation européen de démonstration SynPack. La société de logement KAB est le partenaire du projet de l Union européenne Synpack pour le Danemark. A Lauritz Sørensen Gaard (LSG), on a rénové 170 petits appartements et construit 16 appartements spacieux, bien isolés, dans les greniers. On a également installé des salles-de-bain préfabriquées. A Havremarken (HM), 70 appartements ont été rénovés. Ces deux immeubles ont été rénovés de manière efficace. On a pu ainsi réaliser des économies de l ordre de 30 à 40 % au niveau du chauffage urbain tout en illustrant différentes mesures innovantes d économie d énergie qui améliorent également la qualité de l air intérieur. Les mesures d économie d énergie suivantes ont été illustrées: La récupération de chaleur efficace et la ventilation par aspiration avec faible consommation d électricité isolation suppl. fenêtres basse consommation économie d eau électricité PV pour ventilation préchauffage de l air de ventilation via modules PV chauffage à basse température chauffage urbain à base de cogénération. ETAT DES LIEUX AVANT RESTAURATION LSG a été construit en 1930 et HM en 1940-50. Tous les deux sont alimentés par un chauffage urbain et le système de radiateur à double tubes avec vannes thermostatiques. Coefficients k [W/m 2 K] avant rénovation: Murs: 0,45-0,55 Fenêtres: 2,8 Toit: 0,4 Cave: 0,5-0,6 Lauritz Soerensens Gaard Havremarken OBJECTIFS ET APPROCHES Le but des deux projets danois était d accroître le degré d isolation et augmenter la qualité de l air intérieur et à LSG, l objectif était aussi de construire des salles-de-bain et de nouveaux appartements dans le grenier. Les toits ont été remplacés et l isolation des fenêtres a été améliorée. De plus, il a fallu améliorer le renouvellement de l air neuf. Des systèmes de ventilation basse énergie ont été conçus pour atteindre cet objectif. Dans ce but, on a comparé les effets des solutions proposant une ventilation à bonne efficacité énergétique et une ventilation avec récupération de chaleur. 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Supply Cost Reference Ventilation w. heat recov. Roof Water savings Electricity savings dwell. Windows in front facade Windows in front facade Floor Heating Distribution, space heating Distribution, DHW Electricity savings, shared Solar collectors, DHW Reference PV Front facade Net Present Value Investment Maintenance Ensembles de mesures de synergies Calculs du cycle de vie des coûts sur 30 ans avec le logiciel Optibuild, qui peut être téléchargé sur le site suivant: www.cenergia.dk. SYNERGY PACKAGE APPROACH ENERGY SOLUTIONS FOR URBAN RETROFIT PROJECTS
SynPack 13 MESURES RÉALISÉES Projet LSG: Rénovation + nouvelle construction. Nouvelles fenêtres. Nouveau système de ventilation efficace avec récupération de chaleur. Système de chauffage amélioré. Système PV dans le nouveau toit. Nouvelles salles-de-bain préfabriquées. Appartements mansardés très basse énergie avec isolation 300 mm. Projet HM: Nouvelles fenêtres avec vitrage basse-énergie (coefficient k: 1,1). PV intégré au toît. Nouveaux systèmes de ventilation avec récupération de chaleur, avec des unités individuelles d échange de chaleur dans chaque appartement. PV dimensionnés pour répondre aux besoins en électricité pour la ventilation. Lauritz Soerensens Gaard: Toit équipé de modules PV, utilisés également pour préchauffer l air de ventilation. Havremarken Systèmes individuels de ventilation avec récupération de chaleur. SYNERGIES Les modules PV sont refroidis par l air de ventilation, ce qui augmente l efficacité des modules PV. L air préchauffé est utilisé pour le système de ventilation, réduisant ainsi le besoin de chaleur durant les périodes où l ensoleillement est suffisant. L électricité des panneaux PV est utilisée pour le système de ventilation, ce qui permet d installer et d améliorer un système de ventilation tout en augmentant de manière minime la consommation générale d électricité. A cause des nouvelles fenêtres, les appartements seront plus étanches à l air, ce qui signifie qu il faudra recourir à la ventilation mécanique pour obtenir une qualité d air intérieur satisfaisante. Ici des solutions avec récupération de la chaleur de l air ventilé réduisent les pertes thermiques par la ventilation et garantissent un apport d air frais suffisant. Lauritz Soerensens Gaard: Systèmes individuels de ventilation avec récupération de chaleur. Havremarken: Panneaux PV intégrés au toit dimensionnés pour répondre aux besoins en électricité pour la ventilation. RÉSULTATS ET POSSIBILITÉS Lauritz Soerensens Gaard: Économies d énergie spécifiques 40 kwh/m 2 a Économies d énergie 342.000 kwh/a Économies générales en chauffage urbain 30-40 % Économies en CO 2 68,0 t/a Havremarken: Économies d énergie spécifiques 40 kwh/m 2 a Économies d énergie 125.000 kwh/a Économies générales en chauffage urbain 30-40 % Économies en CO 2 24,6 t/a On a combiné économie d énergie et amélioration de la qualité de l air. Les locataires semblent satisfaits du projet de rénovation. Les investissements supplémentaires par appartement se montent à environ 2.500 U pour les petits appartements et à environ 5.000 U pour les grands appartements dans le grenier (ventilation avec récupération de chaleur et autres économies d énergie y compris). Si l on utilise des modules PV qui concordent avec les besoins d électricité pour la ventilation, le coût augmente de 1.200-1.500 U par appartement. L effet de cet investissement sur le loyer représente environ 5 % du capital investi par an, ce qui équivaut à un coût supplémentaire annuel de 125 U pour les petits appartements, et de 250 U pour les appartements sous le toit et de 60-75 U pour la partie PV, ce qui équivaut à 3 à 5 % d augmentation de loyer. Les locataires font donc des économies dès la première année. Les résultats du projet SynPack ont été présentés durant l atelier qui eut lieu à Copenhague en décembre 2002. PARTENAIRES KAB Housing Association Cenergia Energy Consultants
SynPack 14 Expérience acquise et perspectives EXPÉRIENCE ACQUISE Les projets de rénovation, qui ont permis d économiser 70 % de l énergie primaire, ont démontré la faisabilité et le succès de l Approche Synpack. En plus de la guidance prévue dans le cadre de Synpack, les investisseurs ont particulièrement apprécié l assistance constante apportée par le consultant en énergie qui a dirigé le processus de rénovation, partagé son expertise et garanti la qualité des mesures mises en œuvre lors de la construction. La plupart des locataires ont pu rester dans leurs appartements durant la rénovation. Impliquer les locataires dans le processus et les tenir informés s avéra bénéfique pour tous. D une part, les locataires ont pu se préparer à des périodes plus bruyantes par exemple, et d autre part, ils ont pu donner des informations utiles pour développer les mesures de rénovation. Une de ces mesures concernait l aménagement d espaces publics (escaliers, pleine de jeux). Après la réalisation, les locataires questionnés lors d une interview se montrèrent tout à fait satisfaits du processus de construction et heureux des résultats. Ils ont subi peu de nuisances durant la phase de construction et les travaux ont amélioré le confort et les conditions de vie. Les investisseurs ont apprécié la faisabilité économique des mesures de synergies et les réactions de leurs locataires et du grand public vis-à-vis de ces projets innovants ont été particulièrement positives. CINQ PRINCIPES DE BASE L évaluation des projets de démonstration a révélé des principes de base qui ont contribué au succès de ces projets et qui sont cruciaux pour les projets de rénovation futurs. Ces principes de base sont les suivants: 1. Il est crucial d inclure des mesures d économie d énergie aux projets de rénovation nécessaires pour que la rénovation soit économiquement viable. 2. Bien isoler l enveloppe du bâtiment afin de réduire la demande énergétique pour le chauffage des locaux constitue toujours la base d un ensemble de mesures de synergies. D un point de vue financier, cette mesure est la plus intéressante. Elle peut donc compenser d autres investissements et contribue aux progrès réalisés en matière d efficacité énergétique et à l intégration des énergies renouvelables. 3. Les mesures appropriées qui doivent être associées aux mesures de synergies sont les suivantes : isolation poussée de l enveloppe du bâtiment, amélioration des fenêtres, systèmes de ventilation avec récupération de chaleur, systèmes solaires thermiques, pompes à chaleur et systèmes photovoltaïques. L Approche SynPack garantit une combinaison intelligente et optimisée de ces mesures. 4. L utilisation de systèmes de ventilation avec récupération de chaleur combine économie d énergie, amélioration du confort thermique et de la qualité de l air et prévient les dommages éventuels au bâtiment dus à la moisissure. 5. Les paramètres qu un projet de rénovation vise sont les suivants: économies, économies d énergie, confort et apparence. En trouvant des synergies et en évitant les conflits entre ces catégories, on peut développer une solution équilibrée et optimale qui garantit la satisfaction des locataires et de l investisseur. SYNERGY PACKAGE APPROACH ENERGY SOLUTIONS FOR URBAN RETROFIT PROJECTS
SynPack 15 PERSPECTIVES Le parc des bâtiments est responsable de 40 % de la consommation d énergie primaire en Europe. Le parc architectural actuel offre le potentiel le plus important en matière d économie d énergie. Compte tenu de la durabilité des mesures de rénovation (plusieurs années, en général), le secteur de la construction est l un des premiers où des actions d économie d énergie devraient être entreprises. L Approche SynPack peut facilement être adaptée à un grand nombre de bâtiments similaires. Elle offre des solutions réalisables pour économiser de l énergie, améliorer des quartiers critiques et renforcer leur attrait pour les marchés futurs. IMPRESSION Ecofys Energieberatung und Handelsgesellschaft mbh Eupener Strasse 59, 50933 Cologne, Allemagne Tel.: +49 (0) 221 510 907-0, Fax: +49 (0) 221 510 907-49 Manager MSc Frank Wouters Registre de commerce Tribunal d'arrondissement Cologne N de registre de commerce: HRB 28527 N de TVA DE 18 73 78 615 Editeurs Thomas Boermans/Carsten Petersdorff/Marcus Höse 2002 Ecofys GmbH
www.adfacts.de Commission européenne Le Projet a été soutenu par l UE et s inscrit dans le 5ème Programme-Cadre Ecofys GmbH Eupener Str. 59, 50933 Cologne, Allemagne Contact: Thomas Boermans, t.boermans@ecofys.de Antoniter Siedlungsgesellschaft mbh Kartäusergasse 11, 50678 Cologne, Allemagne Contact: Guido Stephan, Stephan@antoniter.de Ecofys bv Postbus 8408, 3503 RK Utrecht, Pays-Bas Contact: A. van de Bree, A.vandeBree@ecofys.nl Stichting Vidomes Postbus 390, 2600 AJ Delft, Pays-Bas Contact: C. J. van der Spek, spek@vidomes.nl 3E Rue de l association 39, Bruxelles, Belgique Contact: Roel De Coninck, roel.deconinck@3e.be Zonnige Kempen CV Grote Markt 39, 2260 Westerlo, Belgique Contact: Luc Stijnen, luc.stijnen.zk@cipal.be Cenergia Energy Consultants Aps Sct. Jacobsvej 4, 2750 Ballerup, Danemark Contact: Peder Vejsig Pedersen, pvp@cenergia.dk KAB - Bygge- og Boligadministration Vester Voldgade 17, 1552 Kopenhagen, Danemark Contact: Lone Skriver, los@kab-bolig.dk Ecofys GmbH Eupener Straße 59 D-50933 Köln Germany www.ecofys.de tel +49 (0)221 510 907 0 fax +49 (0)221 510 907 49 e-mail info@ecofys.de