COSTIC, le 8 avril 2015 Projet de chemin de fer du guide sur les besoins d ECS en habitat individuel et collectif AVANT- PROPOS Un guide à destination de tous les acteurs de la filière : industriels, maîtres d ouvrage, bureaux d études, installateurs, exploitants, centres de recherche, Présentation des résultats des travaux menés par les différents consortiums et le COSTIC dans le cadre du programme de recherche de l ADEME «PACTE ECS» Des valeurs de besoins d ECS de référence pour des applications variées : - dimensionnement - prévision des consommations énergétiques au stade de la conception - analyse des consommations en phase d exploitation - applications de R&D Il est envisagé de compléter ultérieurement ce guide par une deuxième partie présentant les méthodes de dimensionnement des différents systèmes. Remerciements des différents contributeurs SOMMAIRE 1. LES PARAMETRES INFLUENTS 1.1. Les taux d occupation des logements - Taux moyens d occupation - Taux maximaux = taux moyens d occupation + 2 écarts types (pour 98% des logements) - Pour des maisons, des appartements, HLM et non HLM - Un tableau et éventuellement un graphe 1.2. Les températures d eau froide - Les températures moyennes mensuelles et annuelles - Les températures minimales - En habitat individuel, en habitat collectif - Pour différentes zones - Un tableau et éventuellement un graphe - Formule de calcul permettant de déterminer le besoin d ECS à différentes températures à partir d une valeur de besoin à 40 C 1
2. LES BESOINS D UN LOGEMENT 2.1. Les besoins journaliers moyens Les valeurs de besoins journaliers à l échelle du logement tiennent compte des pertes de distribution individuelle. Les valeurs moyennes sont calculées sur 365 jours (jours d absence inclus). 2.1.1. Par personne et par jour - Histogramme montrant la variation des consommations moyennes par jour et par personne sur l année d un échantillon de logements ayant fait l objet de suivi. - Valeur moyenne de l échantillon ± l écart type à 40 C et à 55 C 2.1.2. Par type d appartement - Présentation dans un tableau des valeurs de consommation moyenne journalière en litres sur l année pour un T1, T2, T3, T4, T5 en HLM ± l écart type à 40 C et à 55 C 2.2. La répartition eau froide/eau chaude - Valeur moyenne de consommation totale d eau froide par jour et par personne - Un schéma indiquant une estimation de la part du volume d eau mitigée à 40 C et du volume d eau chaude à 55 C dans le volume total d eau froide du logement 2.3. Les variations journalières - La monotone de besoins journaliers qui permet de satisfaire 90% de l échantillon de logements HLM ayant fait l objet de suivi. En abscisse le nombre de jour et le pourcentage du temps et en ordonnée le pourcentage de consommation moyenne du type de logement correspondant. - Des valeurs extraites de cette monotone (valeur maxi, valeur correspondant à 2 fois la consommation moyenne de ce type de logement). Par exemple, pour 90% des 150 logements HLM ayant fait l objet de suivi : o la consommation journalière maximale du logement est inférieure à 4,5 fois la consommation moyenne considérée pour ce type de logement. o La consommation journalière du logement est inférieure à 2,5 la consommation moyenne considérée pour ce type de logement pendant au moins 90% du temps 2.4. Exemples de profils - Exemple de profil à 40 C au pas de 10 minutes correspondant à des consommations moyennes pour une famille d 1, 2, 3, 4 ou 5 personnes un jour en semaine et un dimanche - Pour les coefficients moyens de variation journalière et mensuelle, se reporter au chapitre présentant les profils en immeuble. - Graphes et tableau de valeur 2
3. LES BESOINS D UN IMMEUBLE D HABITATION Les valeurs de besoins journaliers à l échelle de l immeuble tiennent compte des pertes de distribution collective et individuelle. 3.1. Définition du logement standard Le logement standard : Un F3 équipé d une baignoire, d un évier, d un lavabo occupé par 2,1 personnes en HLM et 1,9 personne hors HLM (cela correspond aux taux moyens d occupation). Les valeurs de coefficient de correction appliquées pour calculer le nombre de logement standard diffèrent selon qu il s agit de déterminer : - le besoin sur 10 minutes (coefficient dépendant du nombre de douche, baignoire du logement) - le besoin horaire et journalier en HLM ou hors HLM (coefficients fonction des taux moyens d occupation des logements) 3.2. Les besoins journaliers 3.2.1. Besoins journaliers moyens, maximaux et minimaux - Graphe avec les consommations journalières moyennes, maximales et minimales d un échantillon d immeuble ayant fait l objet de suivi. En abscisse, le nombre de logement standard des immeubles suivis et en ordonnée, la consommation moyenne, maximale et minimale en litre à 40 C par logement standard. - Valeurs moyennes sur l année et sur les trois mois d été obtenues pour un logement standard ± l écart type à 40 C et à 60 C (valeurs qui tiennent compte des pertes de distribution collective et individuelle contrairement aux valeurs à l échelle du logement qui ne prennent en compte que les pertes de distribution individuelle). 3.2.2. Variations journalières - Les monotones des besoins énergétiques de plusieurs immeubles de différentes tailles. En abscisse le nombre de jour et le pourcentage du temps et en ordonnée le pourcentage de consommation moyenne correspondant. 3.3. Les pointes de consommations 3.3.1. Pointe de 10 minutes - Graphe des besoins de pointe de 10 minutes d un échantillon d immeuble ayant fait l objet de télésuivi. En ordonnée, les besoins de pointe de 10 minutes à 40 C en litre par logement standard et en abscisse, le nombre de logement standard de l immeuble + une courbe passant au dessus de l ensemble des valeurs avec son équation. - Exemple de monotone des besoins énergétiques de 10 minutes d un immeuble montrant que la pointe de 10 minutes est très rarement rencontrée. En abscisse, le nombre de jour et le pourcentage du temps et en ordonnée : conso énergétique sur 10 minutes /conso journalière moyenne de l immeuble. 3
Les besoins de pointe de 10 minutes sont utilisables par exemple pour le dimensionnement des systèmes semiinstantanés. Le dimensionnement des systèmes instantanés requiert par contre la connaissance des débits de pointe instantanés. 3.3.2. Pointes horaires - Graphe des besoins de pointe sur 1 à 8 heures d un échantillon d immeuble ayant fait l objet de télésuivi. En ordonnée, les besoins de pointe de 1 à 8 h à 40 C en litre par logement standard et en abscisse, le nombre de logement standard de l immeuble + 8 courbes passant au dessus des valeurs de pointe d 1 à 8 h avec leur équation. 3.4. Exemples de profils - Exemples de profils sur 10 minutes de plusieurs immeubles de taille différente (par exemple : 25,50 et 200 logements) les jours de fortes consommations. Il s agit des jours où la pointe de 10 minutes est rencontrée. En abscisse, les heures et en ordonnées : conso sur 10 minutes /conso journalière moyenne de l immeuble. - Exemple de profil horaire moyen en semaine, le samedi et le dimanche obtenu pour un immeuble ayant un nombre important de logement établi à partir des volumes à 40 C. En abscisse, les heures et en ordonnées, les conso moyennes de la tranche horaire du jour / conso moyennes horaires du jour. - Exemple de profil journalier moyen obtenu pour un immeuble ayant un nombre important de logement établi à partir des volumes à 40 C. En abscisse, les jours de la semaine et en ordonnées, les conso moyennes du jour / conso moyennes journalières. - Exemple de profil mensuel moyen obtenu pour un immeuble ayant un nombre important de logement établi à partir des volumes à 40 C. En abscisse, les mois et en ordonnées, les conso du mois / conso moyennes mensuelles. - Un tableau récapitulant les coefficients moyens horaires, journaliers et mensuels correspondant à l exemple présenté. 4
Guide technique Les besoins d eau chaude sanitaire en habitat individuel et collectif
Avant-propos Sommaire Ovid eaque odi velit aliam dolupti omnimpo repella borunt vitiur mod quam faccum etur, quam, sunderum id quam la quos aliaspedio mos eum quod moloreriae. Liciliquo te nihictiassi blaboratem que doluptatem sectotatur. invellab ipsani tem illestotaque lati di duciam quam fugia doloreni aut doluptatur sincte nonserest, qui ratur, erorporis nonet vit, quiandus voloreperi to duciatatium fugit volessi ipsum cullabo remquisi ut acepelent exeriatecum ulpa et undae quodi si rest earum is dolecae pudipsa que nienia quost omnis doluptat hit qui occatet velestis volores moditaturiat laut arum voluptat assed quatecerae occusam, ut lautemp oratem eaque pero ommolupta volore pa qui optatur rest, alit latur alis dolut quia dolestr untinis sitatus sit fugitatem hilis des vellabo renissum. Onsequi core es sunt omnimil luptatust officiet quatur anihillenim esequi deserum harundae ipici qui natur, cuptae volore, sam et quidebit perchictusam autem ut eum, volorundem ullesedi coritem porento essimi, ut mint enihictatio verum secatempe volupta velitia ernat. Ihici autae omnimus magnisqui doloratem que consequ osapicid molo omnis min pos eos que erite quiaspi enimoluptae porem imus expliqu iberum ea deritatis moluptat periandi dus eum sequate nestem quatemporem dessunt que pe volor ate nis aut dolorio nsequat fugia quatur? Mus, que et lit et modissecto magnis aut di sunt. Et lit que num eribusa doluptae omnihitatius es dolessu mquaes dolorer iature lande ventinto temporro molorer itissi consequia quatiunt facest quis endisciis et labo. Facea sam ad utemporibust et eum re volorrorro omnis doluptatquam et faccae nonetur mosam, sum nis sendaecto de velectiae ni re con comnist lit a voloribus molupta tquaecest eaqui re ea aut endaecae reiunt ab id eiciate sim qui alicien deliqua tiandunt utet voluptatem reiumqui beaturit quoditaeprae ex et eatecti bustorest quatior eceriate velit volum est, ipsam voluptatur, am, ut as sit, sint alistore pe maxim quiatis autemque expla sam, quiatur rehendel ipsam voloreped que porum id mossunt lam, verferiasit volupitibus ut perum fugia eos sitate comnihi litatibusa nestiae molendus, noneceaquis de con et qui comnis sunt ipsantest reperorum eum qui necusap eruntius expedis eum exereptas cum cumquate re eos eum is esequos issi que voloren ecuptat ioruptio beatur sunt. AVANT - PROPOS SOMMAIRE 1. LES PARAMETRES INFLUENTS...1 1.1. Les taux d occupation des logements...2-3 1.2. Les températures d eau froide...4 2. LES BESOINS D UN LOGEMENT...5 2.1. Les besoins journaliers moyens...5 2.1.1. Par personne et par jour...5 2.1.2. Par type d appartement...6 2.2. La répartition eau froide/eau chaude...7-8 2.3. Les variations journalières...9 2.4. Exemples de profils...10 3. LES BESOINS D UN IMMEUBLE D HABITATION...11 3.1. Définition du logement standard... 11 3.2. Les besoins journaliers... 12 3.2.1. Moyens, maximaux et minimaux...12-13 3.2.2. Variations journalières... 14 3.3. Les pointes de consommations... 15 3.3.1. Pointe de 10 minutes... 16 3.3.2. Pointes horaires... 17 3.4. Exemples de profils... 18 Nam, et liquos es eum quuntorrunt abores qui derrum qui pa cumenim estrum, nim ad et ut volorepro iliquia.
Sommaire I page 3 Avant-propos Ovid eaque odi velit aliam dolupti omnimpo repella borunt vitiur mod quam faccum etur, quam, sunderum id quam la quos aliaspedio mos eum quod moloreriae. Liciliquo te nihictiassi blaboratem que doluptatem sectotatur. invellab ipsani tem illestotaque lati di duciam quam fugia doloreni aut doluptatur sincte nonserest, qui ratur, erorporis nonet vit, quiandus voloreperi to duciatatium fugit volessi ipsum cullabo remquisi ut acepelent exeriatecum ulpa et undae quodi si rest earum is dolecae pudipsa que nienia quost omnis doluptat hit qui occatet velestis volores moditaturiat laut arum voluptat assed quatecerae occusam, ut lautemp oratem eaque pero ommolupta volore pa qui optatur rest, alit latur alis dolut quia dolestr untinis sitatus sit fugitatem hilis des vellabo renissum. Onsequi core es sunt omnimil luptatust officiet quatur anihillenim esequi deserum harundae ipici qui natur, cuptae volore, sam et quidebit perchictusam autem ut eum, volorundem ullesedi coritem porento essimi, ut mint enihictatio verum secatempe volupta velitia ernat. Ihici autae omnimus magnisqui doloratem que consequ osapicid molo omnis min pos eos que erite quiaspi enimoluptae porem imus expliqu iberum ea deritatis moluptat periandi dus eum sequate nestem quatemporem dessunt que pe volor ate nis aut dolorio nsequat fugia quatur? Mus, que et lit et modissecto magnis aut di sunt. Et lit que num eribusa doluptae omnihitatius es dolessu mquaes dolorer iature lande ventinto temporro molorer itissi consequia quatiunt facest quis endisciis et labo. Facea sam ad utemporibust et eum re volorrorro omnis doluptatquam et faccae nonetur mosam, sum nis sendaecto de velectiae ni re con comnist lit a voloribus molupta tquaecest eaqui re ea aut endaecae reiunt ab id eiciate sim qui alicien deliqua tiandunt utet voluptatem reiumqui beaturit quoditaeprae ex et eatecti bustorest quatior eceriate velit volum est, ipsam voluptatur, am, ut as sit, sint alistore pe maxim quiatis autemque expla sam, quiatur rehendel ipsam volorepeeruntius expedis eum exereptas cum cumquate re eos eum is esequos issi que voloren ecuptat ioruptio beatur sunt. Sommaire AVANT - PROPOS SOMMAIRE 1. LES PARAMETRES INFLUENTS 1 1.1. Les taux d occupation des logements 2-3 1.2. Les températures d eau froide 4 2. LES BESOINS D UN LOGEMENT 5 2.1. Les besoins journaliers moyens 5 2.1.1. Par personne et par jour 5 2.1.2. Par type d appartement 6 2.2. La répartition eau froide/eau chaude 7-8 2.3. Les variations journalières 9 2.4. Exemples de profils 10 3. LES BESOINS D UN IMMEUBLE D HABITATION 11 3.1. Définition du logement standard 11 3.2. Les besoins journaliers 12 3.2.1. Moyens, maximaux et minimaux 12-13 3.2.2. Variations journalières 14 3.3. Les pointes de consommations 15 3.3.1. Pointe de 10 minutes 16 3.3.2. Pointes horaires 17 3.4. Exemples de profils 18 Nam, et liquos es eum quuntorrunt abores qui derrum qui pa cumenim estrum, nim ad et ut volorepro iliquia. Les besoins d eau chaude sanitaire en habitat individuel et collectif I Guide technique
page 4 I Les paramètres influents Les besoins d un logement I page 5 1. LES PARAMETRES INFLUENTS Ce chapitre donne des indications pour estimer deux paramètres dont dépendent directement les consommations d ECS : les taux d occupation des logements et les températures d eau froide. 2. LES BESOINS D UN LOGEMENT Ce chapitre présente différents indicateurs permettant d estimer les consommations d ECS à l échelle d une maison ou d un appartement. Les valeurs de besoins indiquées incluent les pertes liées à la distribution individuelle du logement. 1.1. Les taux d occupation des logements 2.1. Les besoins journaliers moyens 2.1.2. Par type d appartement Le nombre d occupants par logement est le paramètre qui influe le plus sur les consommations journalières. Les valeurs de taux d occupation présentées dans le tableau figure 1 ci-après sont données en fonction du type de logement : maison, appartement, nombre de pièce, habitat privé ou HLM. Elles ont été établies à partir des données issues du recensement de la population française métropolitaine en 2008. Deux types de valeurs sont indiqués : Figure 1 Nombre de pièces Taux moyens et maximaux d occupation des logements en France métropolitaine Maisons Privées HLM Tous statuts confondus Les taux moyens d occupation des logements sont relativement faibles, étant donné le nombre important de logements sousoccupés. Ainsi, pour un appartement de 5 pièces susceptibles d accueillir 5 personnes, le nombre d occupant est en moyenne de 3. Les taux d occupation sont plus élevés en HLM qu en habitat privatif, comme l illustre le graphe figure 2 ci-après. des valeurs moyennes de taux d occupation. Par exemple, un appartement de 4 pièces est occupé en moyenne par 2,6 personnes en Métropole. des valeurs maximales de taux d occupation pour 98% des logements de ce type. Par exemple, 98% des appartements de 4 pièces en Métropole sont occupés par moins de 5,2 personnes. Taux moyens / Taux maximaux * d occupation Appartements Privées HLM Tous statuts confondus Tous types de logements Tous statuts confondus 1 pièce 1,4 1,2/ 2,4 1,4/2,9 1,2 1,2/2,2 1,2/2,1 1,2/2,2 2 pièces 1,5 1,3/ 2,4 1,5/2,9 1,4 1,4/2,8 1,4/2,8 1,4/2,8 3 pièces 1,9 2/4,1 1,9/3,7 1,9 2,1/4,4 2/4,1 1,9/4 4 pièces 2,3 3/ 5,7 2,4/4,6 2,3 3/5,8 2,6/5,2 2,4/4,9 5 pièces 2,6 3,5/6,4 2,7/5,1 2,7 3,7/6,8 3/5,9 2,7/5,3 6 pièces ou plus 3 4/7 3/5,7 2,9 3,9/7,2 3,1/4,5 3/5,7 Ensemble des logements 2,5 2,8/5,8 2,5/5 1,8 2,3/5,1 2/4,4 2,3/4,8 Source : calculs USH-DEEF sur les fichiers de détail à la personne du recensement INSEE 2008. (*) Taux maximaux d occupation pour 98% des logements de ce type. Par exemple, 98% des appartements de 4 pièces en HLM sont occupés par moins de 5,8 personnes. L écart entre cette valeur et le taux moyen correspond à deux fois l écart type. Taux moyens d occupation en fonction de la taille du logement. Les besoins moyens journaliers présentés ci-après ont été déterminés à partir de suivis sur des durées d un an, généralement. Ces valeurs moyennes prennent en compte les consommations nulles durant les périodes d absence. Figure 2 Figure 4 0% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Les logements HLM (maisons et appartements) représentent environ 15% du parc de logements. Figure 3 2.1.1. Par personne et par jour Les résultats présentés ci-après, figure 3, sont issus de l exploitation de 265 télésuivis de maisons ou d appartements aussi bien en habitat privé qu en HLM situés dans différentes régions. Les analyses statistiques réalisées montrent que le type d habitat n a pas d impact significatif sur les consommations d ECS. Il en est de même de la région, si les consommations sont exprimées à 40 C. Fréquences (*) 30% 25% 20% 15% 10% 5% Répartition des consommations journalières moyennes par personne à 40 C 68% des logements ont une consommation moyenne comprise entre 30 et 70 l, la valeur moyenne étant de 50 l. L écart type est de 20 l. 68% des logements Moyenne Consomma3ons journalières moyennes en l par personne à 40 C * Fréquences auxquelles sont rencontrées ces consommations. Par exemple, 6% des 265 logements ont une consommation journalière moyenne comprise entre 25 et 35 l. LXero occum il ma pores as etum volorae nos aut aboreri beaquodi quae exped unt. Soluptam aut id magnis ilit poreror esequae sinulpa rcillaborrum quatiis invenis simi, tectus. Nis duciis seceatio. Et autam re dendit reperes sequam et occum nim eatio. Neturep udandicia sus, quo tempore sequiate num dolupta nest que rae cuptur, tem fuga. Nam qui qui as a cum cumquunt velicati is re dolo vit rerovidunti ut autatum harum lique voloratibus, voloria dolestrum nulparc iatempe non re venia nos etur, omnienis iuris sed que velignatquas expelitae venimus nihilligenis a verfercimus, quam quid quias aut pro dolupta ecatatur am que reste evere, quia secae doloribus eture porit eatur? Ero dolestibus expel esequiae pratur?vidi sunt laccate vitasi con rerchil lorionse possiminit, tesectisquae esto figure 4, tem recte maiore re lautem deratem inctisciam illuptatium eost liquae voluptat labore, con con rest, consedio tecus event que nisimolesci temperi orrunt eum lab ipicius rerione strunt, eum etum quas quia velibus excest pa vollaccum ex excessitiur. sum im venim nihitatet quodis et autet deliqui as voluptaspera namus, officil lorrum fuga. Non rae voluptatem rent ipsam reribea ipsaperferum rerum laborum laccupta es paruptatur assinctem volorias andenim reperi cumqui tenihita voluptate ipsam essinim inciam incipsam dolecum ut ut entur mi, ulparciisqui torro quae que labor re es nam as dolorporion nobita nemo eicimpost, ut lanit quam qui id Taux moyens d occupation en fonction de la taille du logement. Les logements HLM (maisons et appartements) représentent environ 15% du parc de logements. A noter également, plus la taille du logement est importante, plus les taux d occupation sont variables. Ainsi, 88% des appartements 1 pièce sont occupés par 1 personne et environ 20 à 30% des 4 pièces par 1, 2, 3 ou 4 personnes. En Bref Les types de logement les plus rencontrés et leurs taux moyens d occupation sont : maison de 5 pièces : 2,7 personnes appartement de 3 pièces : 2 personnes Source : calculs USH-DEEF sur les fichiers de détail à la personne du recensement INSEE 2008. En Bref La consommation moyenne par jour et par personne est en moyenne de 50 ± 20 litres à 40 C soit environ 30 ± 10 litres à 55 C. Ainsi, une consommation relevée de 70 l par personne et par jour à 40 C qui pourrait être considérée comme très supérieure à la valeur moyenne, se situe en fait dans la plage des «comportements moyens». Source : calculs USH-DEEF sur les fichiers de détail à la personne du recensement INSEE 2008. Guide technique I Les besoins d eau chaude sanitaire en habitat individuel et collectif Les besoins d eau chaude sanitaire en habitat individuel et collectif I Guide technique