CONFERENCE DES SERVICES CANTONAUX DE L'ENERGIE KONFERENZ KANTONALER ENERGIEFACHSTELLEN Aide à l'application Preuve du besoin de réfrigération et/ou d humidification de l air 1. Contexte Une série d'aides à l'application a été créée afin de faciliter la mise en oeuvre des législations cantonales en matière d'énergie. Le présent document traite en particulier les éléments suivants: conditions-cadres pour obtenir une autorisation conditions permettant de déroger à la preuve du besoin formulation de la preuve du besoin. Les règles de la technique doivent par ailleurs être respectées, en particulier les normes et règlements des associations professionnelles. Les installations de ventilation auxquelles les installations de réfrigération et/ou d humidification sont souvent liées font l objet d une aide à l application séparée. 2. Exigences 2.1 Installation de réfrigération et/ou d humidification de l air Le montage d installations de réfrigération et/ou d humidification des locaux est soumis à la preuve du besoin sous réserve des cas de dispense définis au paragraphe 2.3. Voir également 3.1 Preuve du besoin 2.2 Preuve du besoin de réfrigération et/ou d humidification Le besoin de réfrigérer et/ou d humidifier est établi si, malgré la mise en place de mesures constructives, les conditions de confort raisonnable ou celles requises par une affectation particulière, ne peuvent pas être garanties. Les mesures constructives requises sont définies dans la norme SIA 180, éd. 1999 au point 5.1. Dans les bâtiments existants, elles devront être prises pour autant que cela soit techniquement réalisable, économiquement supportable et que cela ne s oppose pas à des intérêts prépondérants de la protection du patrimoine bâti. Voir également 3.2 Définition
Page 2 Aide à l'application "Réfrigération et/ou humidification de l'air" CONFERENCE DES SERVICES CANTONAUX DE L'ENERGIE Voir également 3.3 Dispense 2.3 Cas pour lesquels la preuve du besoin n est pas exigée La preuve du besoin n est pas exigée dans les cas suivants : a) la réfrigération, si la puissance totale nécessaire à cet effet est inférieure à 20 kw pour l ensemble du bâtiment ; b) la réfrigération, si la puissance provient d énergie renouvelable ; c) la réfrigération, si la puissance électrique spécifique pour la production de froid et le transport d air ou des fluides caloporteurs ensemble ne dépassent pas ensemble 5 W/m 2 de surface utile refroidie ; d) l humidification, si la puissance de chauffage totale à cet effet est inférieure à 20 kw ; e) si les bâtiments et installations répondent aux conditions du label MINERGIE. 3. Explications 3.1 Preuve du besoin : conditions impératives pour l obtention d une autorisation Définition Preuve du besoin et autorisation Relation avec d autres exigences Affectation des locaux inconnue Réparation et entretien Dans le texte ci-dessous, le terme "réfrigération" est remplacé par "rafraîchissement", plus adéquat. La pose d une installation de rafraîchissement et/ou d humidification de l air exige légalement une autorisation. Cette autorisation légale est octroyée pour autant que la preuve du besoin soit fournie Cette autorisation énergétique légale est indépendante de toutes autres autorisations, telles que celles exigées par le droit du travail, l hygiène de l air, etc. Les installations de rafraîchissement et/ou d humidification de l air doivent également respecter les autres disposition en matière énergétique. Au moment de la demande de sanction, l utilisation précise de chaque local n est souvent pas encore définie, tout spécialement pour les locaux qui seront loués. Dans ces cas, la distribution générale pour le rafraîchissement peut déjà être planifiée sans l obtention d une autorisation. La preuve du besoin est à fournir dès que l utilisation des locaux est définie ; dans certains cas, cette preuve du besoin peut être fournie après la mise à disposition des locaux. L octroi de l autorisation, le montage du réseau secondaire et la mise en place de l installation frigorifique ne peuvent avoir lieu que lorsque l utilisation de chaque local et définie. Les mesures constructives doivent quant à elles être impérativement prises dès le départ, faute de quoi l'autorisation ne pourra pas être obtenue. En cas d'échange d'éléments existants, les nouveaux éléments doivent respecter les exigences en vigueur, telles que par exemple les vitesses
Aide à l'application "Réfrigération et/ou humidification de l'air" Page 3 CONFERENCE DES SERVICES CANTONAUX DE L'ENERGIE d'air maximales (voir Aide à l application "Installations de ventilation") et la récupération de chaleur. Les installations dissipant la chaleur au moyen de l'eau (et non de l'air) par un système hydraulique sont également soumises à la preuve du besoin. Une nouvelle preuve du besoin est exigée lorsque, dans le cadre d'une transformation liée à une demande de sanction, l'affectation ou la répartition des zones climatisées est réaménagée, voire lorsque des locaux complémentaires sont alors climatisés. La preuve du besoin doit être apportée pour ces locaux complémentaires ou ces locaux réaménagés. La preuve du besoin n'est par contre pas nécessaire lorsque les transformations ne touchent qu'en marge la configuration du bâtiment lui-même (par exemple déplacement de cloisons à l'intérieur de la zone climatisée). Une nouvelle preuve du besoin doit être apportée lorsqu'une installation de climatisation existante est en grande partie changée. Evacuation de la chaleur par de l eau Changement d'affectation et agrandissement Changement d'une installation de climatisation 3.2 Preuve du besoin Le besoin pour le rafraîchissement et/ou l'humidification d'un local défini est établi lorsque, malgré des mesures constructives adaptées, le confort ou les conditions spécifiques à l'utilisation des locaux ne sont pas satisfaites. Les données de base pour l'établissement de la preuve du besoin sont données de manière détaillée dans la fiche technique "Preuve du besoin de rafraîchissement et d'humidification aide mémoire" établie par l'office fédéral de l'énergie et la Conférence des Services cantonaux de l'énergie. Le point 3 fournit les informations lorsque la preuve du besoin est basée sur des exigences spéciales concernant le climat ambiant alors que le point 4 détaille la procédure pour la preuve du besoin sur la base du confort thermique. Les mesures constructives sont définies principalement par la norme SIA 180, édition 1999, chiffre 5.1. Pour les bâtiments existants ces mesures sont à réaliser pour autant qu'elles soient techniquement possibles, que leur application soit économiquement supportable et qu'elles n'entrent pas en contradiction avec les intérêts de la protection du patrimoine bâti. Les exigences constructives peuvent être présentées de manière simple en répondant aux "mesures élémentaires" selon le point 5.1.4 de la norme SIA 180, édition 1999. Il s'agit en particulier des éléments suivants: L'isolation du toit et des façades exposées au soleil doivent répondre aux exigences ponctuelles selon la norme SIA 380/1. Les parties transparentes ou translucides de l'enveloppe du bâtiment exposées au soleil en période estivale doivent être équipées de protections solaires efficaces (coefficient de transmission g < 0.15). Preuve du besoin Procédure sur fiche technique séparée Contraintes constructives pour le rafraîchissement Preuve simplifiée Isolation Protection solaire
Page 4 Aide à l'application "Réfrigération et/ou humidification de l'air" CONFERENCE DES SERVICES CANTONAUX DE L'ENERGIE Des stores à lamelles extérieurs ou des marquises répondent à ces contraintes. Selon le point 5.1.6.2, les protections solaires en textiles doivent pouvoir supporter un vent moyen (Beaufort 5; 10 m/s) lorsque le soleil brille. Inertie thermique Ouverture de ventilation suffisante Surfaces en toiture Autorisation liée à des locaux spécifiques Transformations Pour les locaux utilisés de manière quotidienne ou intensive, les matériaux de construction doivent présenter une inertie thermique suffisante. Les bâtiments dont les parties intérieures sont massives correspondent à cette exigence, pour autant que les locaux ne soient pas équipés de tapis, de plancher, de double plancher ou de double plafond. Pour les locaux non équipés de ventilation mécanique, des ouvertures pour la ventilation naturelle sont à prévoir de façon à ce que ces dernières puissent être ouvertes la nuit et que, même en cas d'absence de vent, une ventilation naturelle puisse avoir lieu. Pour ce faire, les fenêtres et les ouvertures en toiture peuvent être utilisées. Les surfaces en toiture doivent non seulement être isolées efficacement (U < 0.3 W/m 2 K) mais également présenter un coefficient de transmission thermique dynamique U T de maximum 0.2 W/m 2 K pour une période de 24 heures. Au cas où cette exigence n'est pas satisfaite, un volume suffisamment grand est à prévoir directement sous la toiture pour permettre l'évacuation de la chaleur accumulée du soleil. La preuve du besoin doit être produite dans le cadre de la demande de sanction; cette pièce fait partie intégrante du dossier nécessaire à l'obtention de l'autorisation de construire. La preuve du besoin est à fournir pour chaque local, voire chaque groupe de locaux (locaux dont l'affectation est la même). L'autorisation octroyée pour une installation de climatisation se limite par conséquent aux locaux pour lesquels la preuve du besoin a été acceptée (voir rubrique "Affectation des locaux inconnue"). Pour toute transformation, changement d'affectation ou remplacement d'une installation de climatisation existante, le législateur peut exiger des améliorations par rapport à la situation existante; ces exigences seront pondérées en fonction des circonstances des transformations. La preuve du besoin peut, dans ce cas, être considérée comme satisfaite lorsque la consommation globale d'énergie (pour la production de froid et de chaud ainsi que pour l'énergie liée à la ventilation) est réduite de 50% ou lorsque la puissance électrique spécifique pour le transport d'air et des fluides caloporteurs ainsi que pour la production de froid est, après la transformation, inférieure à 10 W/m 2 de surface utile réfrigérée. 3.3 Libération de la preuve du besoin Libération de la preuve du besoin La libération de la preuve du besoin est soumise à des conditions qui varient d'un canton à l'autre. Les installations citées ci-après de a) à e) ne sont pas systématiquement libérées dans chaque canton de la preuve du besoin.
Aide à l'application "Réfrigération et/ou humidification de l'air" Page 5 CONFERENCE DES SERVICES CANTONAUX DE L'ENERGIE a) Installation de rafraîchissement dont la puissance frigorifique prévue est inférieure à 20 kw pour la totalité du bâtiment. La limite des 20 kw concerne la puissance frigorifique. En tenant compte du coefficient de performance d'une machine frigorifique classique, la puissance électrique correspondant à ces 20 kw frigorifiques est de 8 kw. La délimitation d'un bâtiment (par exemple pour des bâtiments contigus) est définie par la numérotation liée à l'assurance du bâtiment. Dans le cadre d'un bâtiment existant, la puissance frigorifique et la puissance thermique nécessaire à l'humidification doivent être déclarées. La limite des 20 kw de puissance frigorifique se réfère à la puissance globale, en tenant compte de toutes les autres installations déjà installées dans le bâtiment. Pour des bâtiments dont certains locaux sont en location, le propriétaire a la responsabilité de répartir les différentes puissances frigorifiques entre les locataires. Au cas où l'ajout d'une installation amènerait à un dépassement de la puissance limite, une preuve du besoin doit être produite. Pour des installations liées à des machines frigorifiques à absorption, la puissance limite concerne la puissance frigorifique. Une preuve du besoin est à apporter dès que la limite des 20 kw est dépassée. b) Installation de rafraîchissement dont la puissance frigorifique est produite directement par de l'énergie renouvelable, sans recours à une machine frigorifique (par exemple à l'aide de sondes géothermiques, de l'eau du lac ou en profitant du terrain). La consommation énergétique pour le rafraîchissement à l'aide d'un système évaporatif (rafraîchissement par humidification de l'air) dépend étroitement de la technologie utilisée pour l'humidification. En cas d'utilisation d'un laveur d'air, la consommation énergétique est à peu près équivalente à la consommation énergétique d'une machine frigorifique. Dans ce cas, la preuve du besoin est nécessaire. En cas d'utilisation d'un humidificateur par contact ou d'un humidificateur par vapeur froide, le coefficient de performance est supérieur à 7; au cas où l'installation de ventilation remplit les exigences liées aux installations énergétiquement performantes (selon la recommandation SIA 382/3), cette installation ne nécessite aucune preuve du besoin. En cas de présence d'une pompe à chaleur produisant de la chaleur en période estivale (par exemple de l'eau chaude pour un hôtel), l'énergie frigorifique qui en découle peut être utilisée dans une installation de ventilation sans l'apport d'une preuve du besoin. Le circuit frigorifique ne peut dans ce cas pas être lié à un système permettant de transmettre la chaleur à l'environnement (par exemple à l'aide de l'air extérieur). c) Installation de rafraîchissement dont la puissance électrique spécifique pour la production de froid et le transport d'air ou des fluides caloporteurs ne dépasse globalement pas 5 W/m 2 utiles de surfaces rafraîchies. a) Petite puissance Puissance frigorifique Délimitation Multiplication de petites installations Machine frigorifique à absorption b) Rafraîchissement à l'aide d'énergies renouvelables Humidification adiabatique Mise en valeur du froid en tant que sous produit c) Puissance électrique spécifique modeste
Page 6 Aide à l'application "Réfrigération et/ou humidification de l'air" CONFERENCE DES SERVICES CANTONAUX DE L'ENERGIE Surface de référence Preuve Appareils à prendre en considération Définition de la puissance électrique soutirée Facteur de simultanéité Machine frigorifique commune à plusieurs installations d) Faible puissance pour l'humidification Puissance déterminante La surface utile correspond à la surface de référence (surface de référence énergétique) Le document prouvant que la puissance spécifique électrique installée est inférieure à 5 W/m 2 doit être fourni parallèlement à la preuve de la qualité énergétique de l'installation de ventilation. Cette preuve doit être fournie sous la forme d'une liste détaillant toutes les installations nécessaires à la production et à la distribution de l'énergie frigorifique. Pour le calcul des puissances électriques spécifiques, tous les composants liés à la technique du bâtiment sont à comptabiliser, qu'ils aient une incidence directe ou indirecte sur la ventilation et le rafraîchissement des pièces concernées : machines frigorifiques y compris appareils auxiliaires, ventilateurs des installations de ventilation et de climatisation (ventilation diurne et nocturne), pompes ainsi que tous agrégats liés aux installations de rafraîchissement (par exemple ventilateur pour système de free-cooling, etc.). Pour les installations traditionnelles, la puissance électrique effective soutirée peut être définie en reprenant les valeurs mentionnées sur les plaquettes des moteurs : 1) appareils compacts < 1 kw (pompes, petits ventilateurs, ): puissance effective souscrite maximale selon mention sur la plaquette. 2) moteurs à champ tournant avec indication concernant le cosϕ: selon le point de fonctionnement normal, en calculant: P = U. I. cosϕ. 3 (tension U à admettre : 230 V ou 400 V). 3) moteurs triphasés sans donnée du cosϕ: prendre la puissance nominale à l'arbre x 1.15. Dans les cas normaux, l'addition des puissances des différents composants est à faire. Un coefficient de simultanéité ne peut être admis que si des composants peuvent mutuellement se verrouiller. De plus, il est à vérifier que l'installation ne soit pas à même de chauffer et refroidir en même temps. Si une installation de rafraîchissement est utilisée dans plusieurs objectifs (par exemple centre de calculs, froid de process, climatisation) un débitmètre (voire mieux, un compteur de chaleur) doit être installé pour chaque utilisation. La répartition des puissances électriques soutirées est faite en fonction des différents débits des utilisateurs. Au cas où l'addition des puissances des différents secteurs dépasserait la puissance globale de la machine, le débit maximum de la machine frigorifique est à prendre en considération. d) Installation d'humidification dont la puissance thermique totale nécessaire à cette prestation est inférieure à 20 kw par bâtiment. La puissance thermique à prendre en compte est la puissance nécessaire au postchauffage après l'humidification de l'air voire, pour une humidification à la vapeur, la puissance pour la production de la vapeur.
Aide à l'application "Réfrigération et/ou humidification de l'air" Page 7 CONFERENCE DES SERVICES CANTONAUX DE L'ENERGIE e) Bâtiments MINERGIE Les bâtiments MINERGIE consommant nettement moins d'énergie pour le chauffage ou la climatisation, la preuve du besoin est inutile. Une copie de la promesse de la certification du label MINERGIE suffit. e) Bâtiments MINERGIE Documents