ADEME - PUCA Journée thématique Enveloppe du Bâtiment. Bruno PEUPORTIER et Alain GUIAVARCH ARMINES - École des Mines de Paris CENERG



Documents pareils
Etude et amélioration du comportement thermique d une habitation

Maison Modèle BIG BOX Altersmith

possibilités et limites des logiciels existants

2.0. Ballon de stockage : Marque : Modèle : Capacité : L. Lien vers la documentation technique :

Que nous enseigne la base de données PAE?

SYSTÈME DE DALLE ACTIVE ACTIV+ TEMPÉRISATION DE DALLE POUR CHAUFFER OU RAFRAÎCHIR LE CONFORT POUR LE TERTIAIRE

Ekoconstruct / Catalogue ek construct

TABLEAU RECAPITULATIF DES CONDITIONS DE REALISATION DE TRAVAUX EN MÉTROPOLE

Principe de fonctionnement de la façade active Lucido. K:\15.Lucido \Dossier d'envoi\annexe\2011_12_explicatif du principe de la façade Lucido.

De La Terre Au Soleil

Crédit d impôt et Livret de Développement Durable. Deux outils pour financer les projets d amélioration de la performance énergétique des logements

L opération étudiée : le SDEF

Les outils de simulation. Myriam HUMBERT CETE Ouest

Système d énergie solaire et de gain énergétique

Performances énergétiques de capteurs solaires hybrides PV-T pour la production d eau chaude sanitaire.

SIMULATION NUMERIQUE DU FLUX D AIR EN BLOC OPÉRATOIRE

Construction en bottes de paille

Des systèmes de chauffage avec pompe à chaleur et accumulateur de chaleur pour les construction dans les zones de montagne.

en rénovation habitat Qualifications et certifications RGE Comprendre

NOTICE TECHNIQUE SSC : Système Solaire Combiné eau chaude sanitaire / appui chauffage maison / appui eau chaude piscine

L ' E N V I R O N N E M E N T À T R A V E R S L A S I M U L A T I O N N U M É R I Q U E : D E L ' I N G É N I E R I E D U B Â T I M E N T

T. BONNARDOT 17/12/2010

Efficacité énergétique des logements à haute performance énergétique, HPE : Application au site de Béchar

Retours d expériences: le suivi de bureaux. Christophe Schmauch Pierrick Nussbaumer CETE de l Est

Répertoire de simulations en Maison Individuelle. Solutions gaz. Toujours à vos côtés. Solutions électriques. Solutions RT 2012.

solutions et confort d été Inertie thermique Logements Paris École de chimie Bibliothèque et archives municipales Montpellier p.

Ce dispositif fiscal, mis en place en 2005, est en vigueur jusqu'en 2016.

Réunion départementale d information

DROUHIN Bernard. Le chauffe-eau solaire

RESTRUCTURATION DE LA BIBLIOTHEQUE DE TOURS

IMMEUBLES COLLECTIFS DE LOGEMENTS CONSTRUITS ENTRE 1949 ET 1974

Energies. D ambiance REFERENCES : ACTIONS MENEES : CONTACT : DESCRIPTION TECHNIQUE DES ACTIONS ENGAGEES : GAINS OU BENEFICES DEGAGES : renouvelables

GLEIZE ENERGIE SERVICE

Formation Bâtiment Durable :

Figure 3.1- Lancement du Gambit

Aide à l'application EN-VD-72 Part minimale d énergie renouvelable Edition juillet 2014

Liste et caractéristiques des équipements et matériaux éligibles au CITE

J O U R N E E S G EOT H E R M I E EN R E G I O N C E N T R E

Prothésistes dentaires. Aide au cahier des charges d un nouveau laboratoire

Réduction de la consommation énergétique des datacenter : optimisation du conditionnement d air, influence de. l architecture

Résidence des Badinières

Fiche de lecture du projet de fin d étude

Amanlis le 10 mai 2014 AUDIT THERMIQUE EHPAD LANGOURLA

habitat RÉNOVATION Quelles qualifications et certifications RGE pour quels travaux? Comprendre

Récapitulatif de l audit énergétique de la copropriété 1 relais de la Poste à RANTIGNY 25/11/13

Aide à l'application EN-1 Part maximale d'énergies non renouvelables dans les bâtiments à construire Edition janvier 2009

BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR AGRICOLE SUJET


L HABITAT. Technologie 5ème

MEDIACOM 3 Immeuble de bureaux à Saint-Denis. JOURDA Architectes Paris

Long Carbon Europe Sections and Merchant Bars. Poutrelle Angelina. L alchimie réussie entre résistance, légèreté et transparence

Crédits d impôt énergie TVA réduite à 7% Prêt à taux zéro 2012

Apports thermiques avec collecteurs solaires pour de l eau chaude sanitaire dans la Maison de retraite Korian Pontlieue

Entreprise de charpente :

Bâtiments bois à basse consommation d énergie. L étanchéité à l air. Auvergne Promobois Jean-Pierre Mathé chargé de mission construction bois

Bâtiment de bureaux à énergie positive «Green Office» à Meudon

Optimisation des performances d échangeurs de chaleur.

Module HVAC - fonctionnalités

RAPPORT COMPLET D'ETUDE DUALSYS

Guide d utilisation. Partie VIII - Module DPE

Classification des actions d efficacité énergétique

Jean-Yves RICHARD ADEME

Premier principe de la thermodynamique - conservation de l énergie

Quelques chiffres clés de l énergie et de l environnement

Le SIEL, des compétences au service des consommateurs d énergies de la Loire

Editorial. Daniel BEGUIN

ROTEX Solaris - Utiliser l énergie solaire gratuite. Nouveau : Chauffe-eau électro-solaire ROTEX HybridCube 343/0/0

Une introduction aux chauffe-eau solaires domestiques

Auré. AuréaSystème. Les solutions solaires. Chauffe-Eau Solaire. Combiné Solaire Pulsatoire 90% Système solaire AUTO-VIDANGEABLE et ANTI-SURCHAUFFE

ENJEUX ENERGETIQUES. Le Monde et la France. L énergie dans les territoires

Arrêté du XXXX. relatif au contenu et aux modalités de réalisation d un audit énergétique NOR :

Stockage de chaleur solaire par sorption : Analyse et contrôle du système à partir de sa simulation dynamique

SOMMAIRE. 1 Le contexte et les objectifs 1-1 Les enjeux environnementaux 1-2 La démarche locale 1-3 Les principes retenus

Conférence Enjeux énergétiques et Développement durable ( )

Etanchéité à l air dans la construction bois. Marc DELORME Inter Forêt-Bois 42

Cassettes. flexible building. sustainable thinking.

DE RENOVATION? GUIDE DES AIDES FINANCIÈRES 2015 VOUS AVEZ UN PROJET. Confort amélioré Economies d'énergie Patrimoine valorisé

La demande d énergie dans la transition énergétique : technologies et modes de vie dans les visions de l ADEME

NOTIONS FONDAMENTALES SUR LES ENERGIES

L artisan de vos projets d espace

PHÉNIX Évolution CSTB EDF R&D Armines. "Outil d aide à la Décision pour des Maisons Individuelles Réhabilitées facteur 4" VOLUME 3 L OUTIL ODMIR4

livret d éd épargne bancaire. Taux de rémunr

PLOMBIERS CHAUFFAGISTES ECO ARTISAN

Bilan thermique et social simplifié

UNE IMPERIEUSE NECESSITE CHALONS EN CHAMPAGNE 1 er juillet 2011

Energie solaire

Dalle Activ Kerkstoel Activation du noyau de béton

En MIDI- PYRENEES SOIREE DREAL LES AIDES. Quercy Energies

Aide à l'application Preuve du besoin de réfrigération et/ou d humidification de l air Edition mai 2003

Q6 : Comment calcule t-on l intensité sonore à partir du niveau d intensité?

SOLAIRE BALLERUP LA VILLE CONTEXTE. (Danemark) Ballerup

Etude de faisabilité

ballons ECS vendus en France, en 2010

Calculs Computional fluide dynamiques (CFD) des serres à membrane de Van der Heide

À DRAINAGE GRAVITAIRE

Bilan thermique et social simplifié

VENTILATION POUR LE CONFORT D ETE

Journées Thématiques 2004

Émissions de gaz à effet de serre (GES) pour le chauffage, la production d eau chaude sanitaire et le refroidissement

Page : 1 de 6 MAJ: _Chaudieresbuches_serie VX_FR_ odt. Gamme de chaudières VX avec régulation GEFIcontrol :

Transcription:

ADEME - PUCA Journée thématique Enveloppe du Bâtiment MURS SOAIRES À ISOATION RENFORCÉE Bruno PEUPORTIER et Alain GUIAVARCH ARMINES - École des Mines de Paris CENERG Bruno MARCONATO et Henri SACCHI SOGEA CONSTRUCTION Objectis de la recherche Réduire d un acteur 4 les émissions de CO des bâtiments à l horizon 050, renorcement progressi de la RT et amélioration des bâtiments existants Façades double peau comme alternative à l isolation opaque, intéressant aussi en réhabilitation Evaluer la productivité thermique pour diérentes typologies (avec et sans circulation d air) Concevoir un composant optimisé Evaluer l intérêt économique et environnemental du concept sur des cas types (logements collectis, maison individuelle)

Evaluation du potentiel Une maison bien exposée en Ile de France reçoit, sur une saison de chaue, un rayonnement solaire de l ordre de 8 ois supérieur à ses besoins de chauage (,5 ois en décembre) Seulement à 5% de l énergie solaire reçue est valorisée actuellement Peut-on valoriser cette énergie plus eicacement? Utilisation de vitrages isolants ou d isolants transparents Stockage de l énergie, relève des gains directs par les vitrages en soirée Typologie Dié Diérents types d d inté intégration Allège de vitrage, préchauage Double peau, ventilation Mur Trombe, chauage matériau ( ) 3

Typologie : diérents modes de circulation d aird 4 Diérents phénom nomènes nes physiques couplés Captage de chaleur : transmission absorption : α = 0.96, ε = 0.05 transert Stockage et distribution de chaleur 5 3

Modélisation Solaire thermique à air Modèle de capteur à air Couverture (vitrage) ame d air Isolant Extérieur α v G τ v α a G Arrière du capteur x T T T 0 T T ext Tback /h R R ext /h C /hc R 3 /h back /h r - Transert convecti entre le capteur et l air en mouvement : m& C ( ) ( ) () p = hc A T T + hc A T T m& avec : débit massique de l air dans le capteur (kg/s), T : température moyenne de l air (K) Cp : chaleur spéciique de l air (J/kg/K), x' x = x/ : position (relative) par rapport à l axe principal (parallèle au sens d écoulement du luide) T A, (resp. A ): surace de la couverture (resp. de l absorbeur). - Bilan des lux thermiques aux trois nœuds de température T 0, T et T : avec T sol = onction (T ext ; G, h ext, h r, α v, ) T R = onction (T back, h back,h r τ v, α a, ) h a = onction (h c, h ext, ) h r = onction (h c, h back, ) T m& C p = h x' h A ( T T ) = h A C h a A ( T T ) = h A C A ( T T ) + h R ( T ' sol T ) ( T ' T ) A ( T R T ) ' ' A sol R R () 6 Modélisation calcul du débit d d aird Convection naturelle Etude bibliographique (Brinkworth, Hypri ) Modèle 4 gsin Conservation de la quantité de mouvement (régime stationnaire) : ( ) = K U + K U U 3 3 3 + D h m 3 θ Circuit d air avec U = 0 U (resp.u 3 ) w d D h θ ρ 0 ρ m ρ (resp.ρ 3 ) K, K 3 g m : vitesse moyenne de l'air dans le capteur, : vitesse moyenne de l'air à l'entrée (resp. à la sortie) du capteur, : longueur du capteur, : largeur du capteur, : épaisseur de la lame d'air, : diamètre hydraulique du conduit, : inclinaison du capteur par rapport à l'horizontal, : coeicient de rottement dans la lame d'air, : densité de l'air à l'extérieur, : densité moyenne de l'air dans le capteur, : densité de l'air à l'entrée (resp. à la sortie) du capteur, : coeicients de perte de charge à l'entrée et à la sortie du capteur, : accélération universelle (m/s_). 7 4

Modélisation Calcul du débit d d aird Convection naturelle Conservation de la masse : U=, U wd m & = wd m & m et U3= wd m & 3 3 4 Circuit d air et ρ ρ 3 ρ m ρ 0 ( ) ( ) 3 m& K + K + = D S P TH wd C 0 p g sin θ Si écoulement laminaire : = 0 + + Re D h Re = UD / h n 3 A m& + Bm& + Cm& + D = 0 Couplage débit / transert convecti 8 Modélisation Ecoulement d aird Validation : comparaison avec outil de type CFD ( EtuCo EEVAM, Univ. Cergy) Extérieur Paroi opaque Paroi adiabatique Flux incident (rayonnement solaire G) d θ x y Ecoulement turbulent Modèle détaillé,50e+00,00e+00 u (m/s),50e+00,00e+00 5,00E-0 0,00E+00 0,00E+00,00E-0 4,00E-0 6,00E-0 8,00E-0,00E-0,0E-0 y (m) 9 5

Modélisation Ecoulement d aird Validation : comparaison avec outil de type CFD ( EtuCo EEVAM, Univ. Cergy) Extérieur Paroi opaque Paroi adiabatique Flux incident (rayonnement solaire G) d θ x y Ecoulement laminaire 5,00E-0 4,50E-0 4,00E-0 3,50E-0 U (m/s) 3,00E-0,50E-0,00E-0,50E-0,00E-0 5,00E-0 0,00E+00 0,00E+00,00E-0 4,00E-0 6,00E-0 8,00E-0,00E-0,0E-0 y (m) Si la valeur du coeicient d échange convecti calculée par les corrélations est remplacée par la valeur calculée avec le modèle EtuCo, l écart sur la puissance thermique passe de 64 % à 5 %. 0 Modélisation - Bâtiment B et système solaire Modèle thermique de bâtiment Modèle aux diérences inies réduit par analyse modale Découpage en zone thermique Modèle dynamique, prise en compte de l inertie Conception bioclimatique (assurer un niveau de conort tout en minimisant les besoins énergétiques, en prenant en compte le climat) Solaire passi (véranda, vitrage, protection solaire ) Développement logiciel : outil de simulation COMFIE (CENERG) Structure de données : Couplage composant solaire / bâtiment Enveloppe du bâtiment et composant solaire Exemple : capteur à air égende : : absorbeur : couverture T Z T Z T Z : isolant : mouvement d air : parois du bâtiment : enveloppe du bâtiment (a) Bâtiment mono-zone (b) Bâtiment mono-zone + capteur à air 6

Modélisation d une d paroi selon son inertie thermique Si I > 5 Wh/K/m, n mailles, raison géométrique r e, e x r, e x r.. e x r n- Pour les parois légères, maille maille également du côté extérieur à un isolant Couplage systèmes solaires et bâtimentb Capteur hybride : égende : Convection naturelle : enveloppe du bâtiment : couverture du capteur à air : absorbeur du capteur à air : circuit d air : isolant c θ T ext P P 3 T c P P 0 T z Chauage d air 3 7

Aspect environnemental ACV du bâtimentb Outil de simulation de cycle de vie de bâtiment : EQUER Construction Utilisation Déconstruction Nouveaux produits Produits recyclés Chauage, Eau, Climatisation, Electricité, Déchets ménagers, Transports quotidiens Remplacement et Maintenance Déchets ultimes Produits recyclables Intégration de composants solaires Collecte de base de données - vitrages - polycarbonate 4 Etudes paramétriques, optimisation Type de vitrage, transmission selon l angle d incidence g.0 0.8 0.6 0.4 0. 0.0 : simple vitrage : double vitrage 0 40 60 80 θ ( ) Figure 5. : acteur solaire en onction de l'angle d'incidence. Maçonnerie, standards actuels (béton ou parpaings) Orientation et surace du mur Type d enduit (propriétés optiques) 5 8

Protection contre les surchaues d éd été Blocage de la circulation d air et isolation Ventilation naturelle du mur solaire Protections solaires Masques architecturaux Façade ade sud Façade ade ouest 6 COMFIE (simulation thermique) www.izuba izuba.r Besoins de chauage et de climatisation Proils de température 7 9

Application Cas d éd étude Immeuble HM de 5 logements Maison individuelle bardage bois isolant vitr age mouvement d air maçon nerie Bâtiment résidentiel 8 Résultats de l analyse l thermique Immeuble HM, réduction des besoins de chauage 80 besoins de chauage (kwh/m/an) 60 40 0 00 80 60 simple vitrage double vitrage avec mur solaire 40 0 4 6 8 0 4 épaisseur d'isolant (cm) 9 0

Résultats Cas d éd étude Productivité, réduction des besoins de chauage en kwh par m et par an 50 Productivité (kwh/m?) 00 50 00 50 Résid. collecti (type ) Résid. individuel Résid. collecti (type ) 0 0 4 6 8 0 0 Variations paramétriques Cas d éd étude Variation de la productivité en onction des diérents paramètres (base = 60 kwh/m/an) 30 0 0 0 % -0-0 Emissivité enduit = 0,9 Double vitrage standard Triple vitrage Orientation : sud-ouest Orientation : Sud-est Surace divisée par -30-40

Conclusions Modélisation de systèmes solaires intégrés au bâtiment Couplage des diérents transerts thermiques Couplage mur solaire / bâtiment Collecte de données sur les impacts environnementaux Implémentation dans un ensemble logiciel Outil de simulation pour proessionnel du bâtiment Application sur 3 cas d étude Simulation thermique des bâtiments intégrant des murs solaires Optimisation du composant Modèle de connaissance permettant de connaître l intérêt environnemental de diérents murs solaires Perspectives : optimisation et bilan technico-économique