Construire «basse consommation» on y va! LES SYSTEMES production de chaleur, rafraîchissement, ECS, ventilation, Bruno GEORGES Le Bourget 5 Avril 2011
Plan de la journée 2 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer du froid Distribuer de la chaleur, du froid Émettre de la chaleur et du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
On en est là! 3 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer du froid Distribuer de la chaleur, du froid Émettre de la chaleur et du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
Un mode de conception 4
À l échelle planétaire l enjeux lenjeux du CO2? 5
6 «rupture» signifie ifi faire AUTREMENT
7 La nécessité de plus de transversalité dans la genèse de nos projets
8 Intégrer aussi,
Santé 9
10
Acoustique 11
12 Biodiversité i 5 Avril 2011 Construire le logement en Savoie entre BBC et Passif : Tendre vers de bonnes pratiques, commencer Construire basse consommation : on y va! - LES SYSTEMES : production de chaleur, rafraîchissement, ECS, ventilation, - Bruno GEORGES - ITF demain,
13 Social Construire le logement en Savoie entre BBC et Passif : Tendre vers de bonnes pratiques, commencer demain,
5 Avril 2011 Construire le logement en Savoie entre BBC et Passif : Tendre vers de bonnes pratiques, commencer Construire basse consommation : on y va! - LES SYSTEMES : production de chaleur, rafraîchissement, ECS, ventilation, - Bruno GEORGES - ITF demain, Déchets 14
On en est là! 15 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer du froid Distribuer de la chaleur, du froid Émettre de la chaleur et du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
16 AVANT D EXAMINER LES SYSTEMES
17 Un plan masse optimisé
18 Un facteur de forme avantageux
19 Un large accès à l éclairage léclairage naturel
20 La meilleure enveloppe thermique possible
21 Plus de ponts thermiques (ou tous traités)
22 Une stratégie té de protections solaires
23 De l inertie Gains solaires d hiver Confort d été
24 Une enveloppe «étanche» àl air
25 Une forte attention ti au confort d été
26 Un enjeux important Performance énergétique d hiver Un enjeux majeur et difficile Confort d été
L échelle de la parcelle contributive au confort d été dété 27 27 En modérant les îlots de Chaleur Urbains, l approche à la parcelle contribue au confort d été dété des bâtiments
Dépasser le bâtiment, l échelle de la parcelle contributive ti au confort d été 28 «Plus de vert», sur les parkings, sols, toitures, murs, «Garder l eau (pluviale)» Changer la couleur et maintenir l humidité, pour vivre et respirer mieux
Un bon confort d été 29 Le poids des cultures La clim des voitures a déporté le problème Les exigences montent, les rhumes d été aussi Est-ce bien raisonnable? et surtout comment intégrer? Le froid radiant, la gestion de l hygrométrie?
On en est là! 30 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer du froid Distribuer de la chaleur, du froid Émettre de la chaleur et du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
Encore une fois, 31 La seule issue pour les systèmes ADAPTABILITE
32 Rendre plus adaptable, Souvent plus facile avec de «l hydraulique», Toujours plus facile en baissant les niveaux d énergie Plus facile de trouver une adaptation si 35 C plutôt que 90 C en chauffage Plus facile de trouver une adaptation si 15 C plutôt que 6 C en climatisation
L énergie dans la conception 33 Besoins énergétiques Les rendements (chaudières, pompes, p etc ) Les coefficients de performance (COP et EER) Consommations énergétiquesé
Système complet 34 Génération de la chaleur Les enjeux rendement, propreté, p disponibilité, fiabilité, sécurité Les enjeux réduire : les pertes en ligne la consommation des auxiliaires électriques Distribution de la chaleur Émission de la chaleur Les enjeux le confort des usagers régulation fiable, silence, pas de courants d'air
35 PRODUIRE «DU CHAUD» non renouvelable Classiquement par combustion (h (chaudière) Cycle thermodynamique Pompe à chaleur
PRODUIRE «DU CHAUD» non renouvelable 36 QUELS ENJEUX? TOUJOURS adapter les régimes d eau à l usage Surveiller émissions Nox, CO et poussières
PRODUIRE «DU CHAUD» RENOUVELABLE 37 LE BOIS ENERGIE
Le pouvoir calorifique «des» bois 38 Source ITEBE
39 «Co-produire»
Produire conjointement du CHAUD & de L ELECTRICITE 40 La cogénération Moteur GAZ Alternateur 400 V 20 kv ENERGIE GAZ 100 % Valorisation 45 % 40 % Valorisation ELECTRICITE C CHALEUR (chauffage) Pertes thermiques : Rayonnement, circuit basse température, fumées Pertes système électrique : Rendement transformateur Un contexte «énergético-administratif é» en devenir
41 en devenir,
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Document DE DIETRICH 45
On en est là! 46 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer du froid Distribuer de la chaleur, du froid Émettre de la chaleur et du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
47 Avec ou sans «climatisation»???
48 Notre architecture et nos systèmes doivent intégrer les conditions météo caniculaires des étés à venir, Le bâtiment a une durée de vie de 50 ans, les systèmes 15 à 20!!
Du confort sans climatisation 49 En préambule, différentier LE RESIDENTIEL : à priori pratiquement JAMAIS de nécessité, é voire d intérêt éê de climatiser ou rafraîchir. Une réserve : Les installations avec fortes contraintes t acoustiques interdisant t toutet ventilation naturelle nocturne grenoble LE TERTIAIRE : Un besoin de «productivité» de l activité professionnelle, et une modification culturelle de l appréciation du confort (notamment due à la climatisation dans les voitures) : Nécessité du confort, quel confort? 49
50 LE FROID «CLASSIQUE», AVEC GROUPE THERMODYNAMIQUE
51 CLIMATISATION La production de froid Groupe thermodynamique à compression avec moteur électrique et technologies variées : Piston, Scroll, Vis, L efficacité est fonction de la Température de condensation ET de l écart de température entre évaporateur et condenseur
Par exemple, 52 COP & EER Adapter les régimes d eau Pour optimiser les rendements et rendre les systèmes plus «adaptables» Un régime d eau 6/11 C est TRES rarement justifié pour une climatisation i i de confort L impact du niveau des régimes d eau glacée est bien plus important que le choix d une bonne machine!!!
PRODUIRE DU FROID, moins «CLASSIQUEMENT» 53 La pompe à chaleur à moteur thermique
54 QUELQUES SYSTÈMES SANS FLUIDES FRIGORIGÈNES MAIS ENCORE UN PEU «TECHNO»
55 Puits «Canadien», «Provençal», Berrichon, On en parle au chapitre ventilation,
La climatisation en direct sur nappe 56 Très efficace, mais attention aux contextes de site et au cadre réglementaire
57 Du froid solaire???
Froid solaire à absorption 58 Une adaptation des techniques absorption gaz bien au point, y compris l inconvénient de la tour de refroidissement Plusieurs installations en marche en EU
Dessicant cooling 59 Une technique éprouvée avec une source gaz mais encore en devenir avec le solaire Des adaptations techniques et industrielles nécessaires Solaire De nouveaux Silicagel aux US
On en est là! 60 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer du froid Distribuer de la chaleur, du froid Émettre de la chaleur et du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
Générer & distribuer de la chaleur, du froid,... 61 Les pertes en lignes Un impact fondamental pour le rendement global Topologie simple des réseaux Calorifuge «épais» Durée de fonctionnement adaptée
Générer & distribuer de la chaleur, du froid,... 62 La consommation des auxiliaires ASSERVIR AUX BESOINS et éviter le fonctionnement «pour rien» Utiliser des appareils performants User de la variation de fréquence Généraliser é la vanne deux voies
Générer & distribuer de la chaleur, du froid,... La consommation des auxiliaires i 63 Cibles POMPES VENTILATEURS
Générer & distribuer de la chaleur, du froid,... La consommation des auxiliaires i 64 DIMINUER LES PERTES DE CHARGES Gaines d AIR - canalisations d EAU
On en est là! 65 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer du froid Distribuer de la chaleur, du froid Émettre de la chaleur et du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
Les émetteurs Intégrer la notion de «niveau d énergie dénergie» 66 Radiateurs 70 / 50 C Se rappeler «anciennes installations» à 80/60 C C, voire 90/70 C Plancher chauffant 40/30 C Ventilo-convecteurs et convectif Très variable Peut être adapté de 80 à 40 C Attention si Tair < 35 C Dalle active 25 C de mieux en mieux!!!
Un émetteur «basse énergie» LA DALLE ACTIVE 67
Le confort thermique L autorégulation ti en cas de bas niveau d énergie 68
Dalle active 69
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La performance est aussi liée à l émission 72 Tout système basse énergie est «favorisant» Dalle active Systèmes radiants une face etc Les auxiliaires électriques sont énergievorace des «palliatifs» à mettre en œuvre : Ventilo-convecteurs à moteurs courant continu Moteurs commutation de pôle Variation de fréquence Etc
On en est là! 73 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer é du froid Distribuer de la chaleur, du froid Emettre de la chaleur, du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
Pourquoi doit-on ventiler? 74 Garantir un intérieur sain Évacuer le CO2 (en corollaire amener suffisamment d O2) Evacuer les polluants intérieurs CO, de plus en plus rare (mauvaise combustion) Matériaux de construction (COV, Nox, SO2, métaux, etc..) ) Particules, poussières, Produits dentretien d entretien (sol, mur, lessives, etc..) Usages Evacuer l humidité (respiration, douches, usages, process, ) Evacuer les odeurs (sanitaires, usages, cuisines, humains, ) Cette fonction est annuelle Elle garantie en outre la pérennité des bâtis
Pourquoi doit-on ventiler? 75 Evacuer les charges thermiques Gains sensibles externes Gains solaires Gains internes Les humains Les usages (informatique, machines, outils, ) L éclairage etc Cette fonction est essentiellement estivale La durée de cette fonction dans l année augmente avec la monté en performance des bâtiments
Ventiler Il Essentiellement est temps d intégrer t pour une des bonne niveaux santé de renouvellement d air dair Au cours des dernières décennies, compatibles avec une bonne santé on a sous-estimé les conséquences des techniques de construction, des matériaux Cette approche n est nest pas aisée du fait de et produits utilisés, l implication énergétique de toute de la diminution du renouvellement de lair l'air augmentation de débit intérieur ou encore de l'humidité. 76 http://www.inrs.fr/htm/qualite_air_interieur_maladies_respiratoires_dijon.html http://www.air-interieur.org/ http://www.afsse.fr/index.php?pageid=724&parentid=424 f/i h id tid 424 Des ouvrages tels que Le Guide de l'habitat sain par Suzanne Déoux, Pierre Déoux
77 Ventilation naturelle par convection Un moteur de faible puissance (*) Les pressions de tirage thermique e engendrées sont faibles et comprises entre quelques pascals et quelques dizaines de Pascals (*) Dépression standard à une bouche autoréglable de VMC comprise entre 50 et 150 Pascal
78 Pour améliorer les effets de la convection naturelle, il faut essayer d améliorer LA CHARGE (augmenter la hauteur) L ECART DE TEMPERATURE (rafraîchir l air entrant, réchauffer l air lair sortant)
L effet du vent sur les bâtiments 79 Les valeurs de pression sur les façades s étagent sétagent entre 150 et 1500 Pa (*) Ces effets de de pressions ou succions peuvent atteindre localement des valeurs deux à trois fois plus fortes. Des rafales de vent d'une durée de 3 à 5 secondes peuvent exercer sur un bâtiment des pressions > 2500 Pa (*) Se rappeler que la dépression de tirage thermique est comprise entre quelques Pascals et quelques dizaines de Pascals
80 Prendre conscience de l extraordinaire puissance du vent!
81 Il peut être parfois opportun de mixer ventilation naturelle et ventilation mécanique Dans ce cas, Pas de réduction de l investissement, Mais diminution de la consommation des auxiliaires électriques
L impact de la ventilation nocturne transversale 82 Variations selon conditions météo caniculaires se dégradant 012468012468 Vol / h Nombre d heures > à 28 C sur le mois de juillet, soit 744h Simulations dynamiques réalisées par ITF sur une opération BBC de 48 logements Rue des Hérideaux Lyon - MO Alliade Architecte Tekhné
Pour devenir plus «fin», voire être crédible le recours à des simulations CFD (*) couplées à nos simulations dynamiques Simulations couplée à un modèle CFD pour intégrer le comportement réel du bâtiment en fonction des contraintes énergétique et de ventilation naturelle Les débits de ventilation naturelle dus au vent sont TRES variables dans la journée 1 à 9 vol/h dans la même journée 83 (*) C omputational F luids D ynamic Simulation des écoulements Simulations dynamiques réalisées par ITF sur projet Utrecht- Architecte Thomas RAU Amsterdam
Ventilation mécanique Double flux 84 Grand intérêt énergétique du fait de la récupération sur air extrait Intérêt de l étanchéité de façade Impact acoustique : BAISSE du prix des fenêtres Impact absence de poussières (santé, allergie, propreté en milieux urbain dur) Viser 90 % de rendements (rotatif ou double cassette à plaques)
Puits «canadien» Tubes superficiels et serrés Amortissement journalier 85 Source Pierre Hollmuller université de Genève L opportunité éd d amélioration du confort d été é est crédible et efficace Attention au dimensionnement
Puits «canadien» Tubes profonds et écartés Amortissement annuel et journalier 86 Source Pierre Hollmuller université de Genève L opportunité d un puits canadien sur 365 jours parait plus délicate et dépend de nombreux «autres» facteurs, parfois hasardeux (drainage, matériaux, rendement récupération double flux, etc )
87 Mise en œuvre de puits canadiens!!! Des terrassement, Ne de pas l emprise oublier foncière et des investissements L entretien/ maintenance importants. Une possibilité réelle de nettoyage L étanchéité des canalisations (air ET eau) Le classement incendie des matériaux Intégrer les avancées crédibles, exemple site coolregion.fr interventions Pierre Hollmuller Université GENEVE et IZUBA-ARMINES Thierry Salomon
On en est là! 88 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer é du froid Distribuer de la chaleur, du froid Emettre de la chaleur, du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
89 L eau Leau chaude sanitaire Un enjeu fort en logements Ce poste va devenir plus consommateur d'énergie que le chauffage
L eau chaude sanitaire 90 La sécurité sanitaire Production et stockage à 65 C En logements Distribution départ > 55 C retour >52 C En secteur sensible (hospitalier) Distribution départ > 70 C et mitigeage g final
Avant d isoler réduire les pertes par la topologie des réseaux 91 La nécessité de la mono-colonne ECS en résidentiel Pour limiter les pertes sur les dérivations
L eau chaude sanitaire 92 Diminuer consommation énergétique et consommation deau, d eau, par la topologie des réseaux Il est nécessaire de limiter la distance entre raccordement et robinetterie, Tendre vers 2 m c est encore mieux Une seule gaine par logement, salle de bains et cuisine doivent être contigus!! Un enjeux fort de co-conception
L eau chaude sanitaire 93 Améliorer les rendement de production (optimiser la condensation) Limiter les pertes de stockage et de distribution (épaisseur et qualité d isolant) disolant) Éviter les auxiliaires i inutiles (préparateur p plutôt qu échangeur à plaques) Rendre l entretien lentretien facile
De l eau chaude solaire thermique 94 Cible privilégiée : L ECS solaire Approche usuelle : 50 % d apports Ordre de grandeur 1,5 à 1,7 m² / logement Implantation des capteurs 1,5 à 1,7 m² de pan de toiture au sud par logement, à 35 d inclinaison 4 m² de terrasse par logement (pour intégration des édicules, des réseaux VMC, )
ECS solaire Schéma classique 95
96 Un enjeu fort Le maintien des performances L ouvrage de l ADEME sur la conception des installations ECS solaires a été remis à jour Juin 2008
On en est là! 97 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer é du froid Distribuer de la chaleur, du froid Emettre de la chaleur, du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
98 Réguler,
Gestion - Régulation 99 Objectif N 1 Ne chauffer, rafraîchir, ventiler, éli éclairer Que où il faut Au niveau où il faut Quand il faut 99
Gestion - Régulation 100 Objectif N 2 Utiliser les installations de régulation pour MESURER, MEMORISER, AFFICHER, ASSISTER et SURVEILLER LES EXPLOITANTS ATTEINDRE et CONSERVER la PERFORMANCE SUIVRE L EXPLOITATION DES BATIMENTS 100
101 Réceptionner,
Au delà de tout label, certification, et autre bonification théorique!!! 102 Une réception des travaux TRES soigneuse Un suivi nécessaire des performances au moins deux ans au-delà du parfait achèvement Unemesureetbienmieuxl affichage dela performance La seule manière pragmatique et sûre de vérifier que la performance est bien au rendez vous
103 Exploiter,
Une exploitation technique tranquille 104 Des conférences «d appropriation» pour que les usagers vivent leurs installations Comprennent les gains pour eux Soient moteurs dans la vie des ces projets Des exploitants impliqués, informés, formés, accompagnés pour être certains qu ils sont facteur de réussite du bon fonctionnement des installations Un contrat d exploitation signé avant réception des travaux
L'exploitation et la vie des bâtiments 105 Bien se rappeler qu il n y a pas d installations installations, ni de système qui fonctionne correctement sans contrat de maintenance!
106 Mesurer, suivre et afficher,
107 S engager à «afficher» des impacts bonifiants pour l exploitant (j y suis arrivé) pour l investisseur (c est moi le plus fort) pour les usagers (je m approprie) pour le concepteur (je vois mes résultats)
On en est là! 108 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer é du froid Distribuer de la chaleur, du froid Emettre de la chaleur, du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité Des projets à analyser ensemble
109 Energie solaire photovoltaïque Produire son électricité é!
Production d électricité photovoltaïque Le schéma «centralisé» 110 Production Raccordement Réseau Coffret de Branchement concessionnaire Champ de capteurs photvoltaïques intégrés Comptage Protection découplage 2.1 Onduleur Armoire principale sécurité, gestion de la redondance 1 2 M Protection 3 foudre 4 5 1 couplage 2 découplage 3 production 4 synchro de couplage 5 régulation de puissance couplage réseau ATTENTION : Une seule orientation / inclinaison pour le champ
Production d électricité photovoltaïque Le schéma «Décentralisé» 111
112 Les énergies renouvelables Energie EOLIENNE
Les énergies renouvelables EOLIEN? 113 Un contexte TRES particulier De plus en plus de grosses puissances Un métier «à part» Des dossiers administratifs i tif lourds et longs Un tarif de rachat intéressant qui en fait un métier éi d investisseurs i
On en est là! 114 Introduction Quelques mots sur «l enveloppe thermique» La systémique Générer du chaud Générer é du froid Distribuer de la chaleur, du froid Emettre de la chaleur, du froid Ventiler Eau Chaude Sanitaire Exploiter, mesurer et faire vivre les bâtiments Produire de l électricité lélectricité Des projets à analyser ensemble
115 Exemple 1 Rénovation ALLP Lyon Architectes FLEURENT & VALETTE Lyon Ingénierie i Fluides et environnementale : ITF
Des objectifs divers 116 Donner du confort Réduire les charges (chauffage, climatisation, ECS, électricité, ) Réhabiliter et Changer d image, voire l inverse Maintenir son patrimoine à niveau,
Une approche plus transversale, 117 particulièrement en tertiaire Immobilier et Mobilier, quelle frontière? On DOIT intégrer dans les bilans et les approches des postes importants habituellement «HORS marché», tels que l informatique, D autres postes «techniques», comme l éclairage léclairage artificiel prennent une importance de premier rang
118 État initial Inconfort d hiver et d été éé Fortes déperditions Forts gains solaires
Rénovation «en site occupé» 119 Terrasse + étanchéité + 10 cm polyuréthane sur existant Façade 20 cm LdV Menuiseries i 4 16-4 + Stratégie de Linéique dalle basse Protections
État rénové Enveloppe thermique très améliorée Stratégie té évoluée é de protection solaires Etanchéité renforcée Puissance froid abaissée de 290 à 80 kw Production chauffage optimisée au choix en fonction des items CO2 Energie Euros 120
Après rénovation 121 Jean baptiste FLEURENT Architecte
Restructuration ALLP par m² TRANCHE 1 : Rafraîchissement, modification chauffage et ventilation 247 000 110 Chauffage et rafraîchissement 218 000 97 Electricité des lots techniques 9 000 4 Intégration du technique 20 000 9 122 TRANCHE 2 : Isolation bâtiment t 584 000 260 Isolation des façades par l extérieur 152 000 68 Etanchéité et isolationterrasses terrasses 79000 35 Menuiseries extérieures 353 000 157 Tranche 3 : Electricité Photovoltaïque 209 000 93 Remplacement des Luminaires 132 000 58 Capteurs photovoltaïque sur bacs lestés 102 m² 77 000 751 /m² PV
Un suivi minutieux de la performance et du confort 123 Travaux réalisés par l INES, dans le cadre du programme GENHEPI
Performances atteintes un niveau BBC! 124
Conclusion 1 125 On doit essayer d imaginer comment réaliser une réhabilitation «lourde» en site occupé, en continuité d exploitation
Conclusion 2 126 S il n y a pas d impératif de «bâtiment classé» La performance finale en cas de réhabilitation lourde est pratiquement la même qu en neuf
Conclusion 3 127 C est Cest plus avec du temps et de la matière grise Que l on arrive à une haute performance avec un budget raisonnable
128 Exemple 2 Pôle de la coopération et de la finance éthique Carrés de Soie - Vaulx en Velin Architectes Lyon Amsterdam Ingénierie i Fluides et environnementale : ITF
129 RAU & SOHO architectes
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Bilan indicatif énergie et Carbone d un immeuble zéro énergie 133 Bilan Energétique kwhep/m² Répartition CO 2 [Tonnes/an] Electricité éclairage Bureaux 24 25% 8.5 Electricité ité auxiliaires i hydrauliques 2 2% 04 0.4 Electricité auxiliaires électrique ventilateurs 9 9% 1.9 Electricité bureautique et informatique 39 41% 8.3 Electricité climatisation (pompe puit) 1 1% 0.1 Consommation électriques Ascenseurs 4 4% 1.3 Eli Eclairage Parking, Eclairage, Eli atrium 5 5% 18 1.8 Consommation des surpresseurs 1 1% 0.1 Thermique +Electrique cogénération bureaux 8 8% 0.8 Consommation thermique Bois 3 3% 0.0 Consommation thermique Gaz naturel 0 0% 1.0 TOTAL des CONSOMMATIONS 95 100% 23.33 Production électrique Cogénération -37 37% -13.3 Production électrique PV -64 63% -22.8 TOTAL Cogé32kW + granulés100kw + gaz -6-12.8
Une approche centrée sur la réduction des besoins 134 Plan masse orienté au Sud pour les bureaux Gains gratuits des apports solaires d hiver Protection solaires d été ééaisées à réaliser Il n y aura PAS de gains solaires externes Enveloppe thermique performante 15 + 5 cm d isolant disolanten partie courante Absence de ponts thermiques par conception (préfa) Triple vitrage + Brises Soleils Orientables intégrés (E, S, O) Double vitrage performant au Nord
Distribution d énergie 135 Piège à son (téléphonie) absorbant 1 cm d épaisseur à l intérieur i d une gaine 80mm, longueur totale 50 cm bubble bubble bubble Gaine d air bubble bubble Fente de 1 à 1,5 cm Réglage diffuseur (disque métal 160 mm)
Du froid directement, en utilisant leau l eau de la nappe phréatique 136 P
Le schéma générique Capteurs solaires thermiques Intégré sur Bureaux Intégré sur logements 137 Distribution Eau chaude sanitaire logements Distribution chaleur ou froid Bureaux & Logements Rafraîchissem ment ppoint a Stock solaire Base Non renouvelable Urbain ou Gaz naturel NON intégré sur bureaux (Option) BOIS granulés 100 kw Cogé 52 kw Auto production électricité Brises soleil intégrés sur bureaux (option) 75 m3/h 14 C Energie renouvelable Energie renouvelable Compensation CO2 & énergie Re-injection 20 C Pompe de puits
138 Exemple 3 Bureaux de LA MONTAGNE Clermont Ferrand Architectes Clermont Ferrand Ingénierie i Fluides et environnementale : ITF
Le bâtiment Puy de Dôme AVANT 139
LA MONTAGNE 140
L amélioration de l enveloppe thermique 141 Isolation par l extérieur 20cm LdV Isolation Toiture 25cm LdV Menuiseries hautes Performances PVC 4-16-4 Ar Renfort Isolation Terrasse 15cm LdV Isolation Double linéique Façade Périphérique Verre 6/6/2 5cm extrudé
Construction de la double peau 142
Des protections solaires efficaces 143 Brises soleil SUD Par la passerelle Lames inversées au Nord
Des protections solaires efficaces E et O 144 Brises soleil MOBILES Est et Ouest Brises soleil FIXES 5 Avril 2011 Construire basse consommation : on Est y va! et - LES Ouest SYSTEMES : production de chaleur, rafraîchissement, ECS, ventilation, - Bruno GEORGES - ITF
L usage thermique HIVER de la double peau 145 Air neuf Réchauffé Hiver (Reprise CTA) Finalement abandonné!!! Le confort d été Très large Ventilation Naturelle
ENSUITE, des systèmes performants 146 Production gaz haute performance à condensation Ventilation double flux 80% d efficacité de récupération d énergie Distribution deux tubes, avec fonctionnement asservi à l usage lusage Gestion très performante de l éclairage artificiel Pas de différence radicale d approche dapproche avec le neuf
Performances atteintes 147 un niveau BBC! Coût travaux 1 350 /m²,, dont 450 /m² lots techniques
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152 Exemple 4 Groupe scolaire Montrottier Architectes Lyon Ingénierie i Fluides et environnementale : ITF
153 Groupe scolaire Montrottier ITF bureau fluides & HQE - Tekhné Architecte - LYON
ITF bureau fluides & HQE - Tekhné Architecte - LYON 154
ITF bureau fluides & HQE - Tekhné Architecte - LYON 155
Groupe scolaire Montrottier ITF bureau fluides & HQE - Tekhné Architecte - LYON 156
Le fonctionnement annuel 157 HIVER Ventilation de type «double flux maîtrisé classique» Cependant, la reprise se fait par les couloirs avec transfert acoustique classes / circulations Les pertes de charge sont diminuées et de fait la consommation électrique du double flux.
Le fonctionnement annuel 158 INTERSAISON (base) Dès qu il n y a plus d enjeu récupération énergie (T ext environ 16 C), ventilation «simple flux insufflation» Soufflage de la bonne quantité d air neuf dans chaque classe (garantie de résultat) t) Evacuation air vicié en surpression naturelle, les les couloirs. Lumière «verte» témoin allumée dans chaque classe. La consommation électrique est divisée par deux!
Le fonctionnement annuel 159 INTERSAISON (possible) Du fait du témoin vert les professeurs sont informés qu ils peuvent ventiler naturellement. S ilsouvrentlesfenêtreset qu il y a du vent, la ventilation naturelle prends le relais. Dès que le CO2 est correct, la ventilation mécanique est coupée. La centrale d air réduit sa consommation électrique
Le fonctionnement annuel 160 INTERSAISON et ÉTÉ (encore mieux) Tous les professeurs ont ouverts leur fenêtre, la brise permet une ventilation naturelle efficace, tous les registres des classes se sont fermés, la ventilation simple flux insufflation s arrête sarrête, il n y a plus de consommation électrique
161 Exemple 5 Logements Bellegarde sur Valserine Architectes Chambéry Ingénierie i Fluides et environnementale : ITF
Bellegarde sur Valserine 162 ITF bureau d études Fluides et QEB Louis & Perino architectes
Bellegarde sur Valserine 163 ITF bureau d études Fluides et QEB Louis & Perino architectes
164 Bellegarde sur Valserine Une parcelle très contrainte Deux logements traversant par niveau Un logement «mal» bi-orienté ITF bureau d études Fluides et QEB Louis & Perino architectes
Bellegarde sur Valserine 165 Une ventilation naturelle transversale nocturne pendant lété l été ITF bureau d études Fluides et QEB Louis & Perino architectes
Bellegarde sur Valserine 166 Des conduits de ventilation naturelle en faux plafond de palier Traitement acoustique ET incendie une ventilation naturelle transversale nocturne pendant l été ITF bureau d études Fluides et QEB Louis & Perino architectes
167 Exemple 6 Gymnase Francheville - 69 Architectes CHABAL Grenoble Ingénierie i Fluides et environnementale : ITF
Etude d un gymnase 168
Etude d un gymnase 169
Etude d un gymnase 170
Étude d un gymnase 171 Plan masse figé, pas de possibilité d orientation préférentielle TRES bonne conception de l enveloppe thermique Chauffage classique radiants gaz Ventilation mécanique par insufflation, compensée en chauffage : Intégrer qu avec 14 C de T ambiante, la saison de chauffage du 100 jours La VMC en insufflation supprime l inconfort Dès la fin de la saison de chauffage, ventilation naturelle asservie à une girouette
Etude d un gymnase 172