Conférence: Bâtiments basse énergie

Conférence: Bâtiments basse énergie Principes d une, conception architecturale, principes constructifs et illustrations concrètes fhw, scprl Olivier Henz Thier de Limbourg 6 B 4830 Limbourg Tel: +32 (0)87 76 51 45 Fax:+32 (0)87 76 37 30 e-mail: info@fhw.be www.fhw.be Des maisons confortables sans chauffage conventionnel? Pour le week-end du froid! Peut on inviter des amis, pour chauffer la maison? 1

Qu est-ce qu une? Une est un bâtiment avec un climat intérieur agréable en hiver comme en été sans installation de chauffage ou de refroidissement conventionelle. UN CONCEPT intégral qui prolonge ce qu on appelle bâtiment à basse consommation d énergie ou maison basse énergie. 70% réduction des pertes Bilan énergétique annuel kwh/(m²a) apports solaires passives et internes 90% réduction du besoin énergétique Bilan énergétique pertes gains 2

Bâtiments existants Maisons passives ECS et chauffage; 10 kw Appoint de chauffage; max. 1 kw Définition d une Le mot Maison Passive réfère à une définition exacte: 1. la consommation spécifique de chauffage doit être < 15 kwh/m²a 2. l étanchéité à l air => valeur n 50 < 0,6 h -1 3. la consommation totale d énergie < 120 kwh prim /m²a (< 42 kwh/m²a) 300 250 200 150 100 50 0 Maison passive Consommation d énergie spécifique [kwh/m².an] chauffage eau chaude sanitaire ventilation appareils électroménagers 3

Comparaison entre standards énergétiques Consommation spécifique d énergie [kwh/m².an] 300 250 200 150 100 50 0-75% -85% Maison existante Maison K55 Maison basse énergie Maison passive chauffage eau chaude sanitaire ventilation appareils électroménagers Darmstadt-Kranichstein Besoin en énergie de chauffage 10 à 15 kwh/m²a 4

Principes de conception Isolation maximale Construction étanche à l air Utilisation rationelle de l énergie solaire passive Ventilation de confort Appareils électroménagers efficaces Energies alternatives 5

Toiture Parois Fenêtre Isolation thermique Niveau d isolation thermique des différents standards de bâtiments Equivalent en épaisseur d isolant (λ = 0,045) y-compris résistances superficielles. K55 (Valeurs k-max) Maison à URE Maison passive 0,40 0,20 0,10 10,5 cm 21,7 cm 44,2 cm 0,60 0,25 0,10 6,7 cm 17,2 cm 44,2 cm 3,50 1,50 0,75 Plancher 0,90 0,30 0,15 3,6 cm 13,6 cm 28,5 cm Composition de parois pour maisons passives avec U < 0,15 W/(m²K) Menuiseries extérieures certifiées maison passives 6

Effet tunnel sur les coûts Bâtiment basse énergie [ ] Standard maison Passive sans chauffage conventionnel 0 10 20 30 40 50 60 Besoin en énergie [kwh/m².an] Coût total Investissement Frais d énergie 7

Passive Buildungs - offices, schools,... Ulm: Office Building Energon Stefan Oehler Waldshut: passive schoolbuilding Harter + Kanzler Weiß/Stahl Steyr: Industr. Schloßgangl/Unterrainer Hagen: students homes Ralph Wortmann avant 200 kwh m²a 85% de réd. après isolation des combles isolation des murs menuiseries extérieures récupération de chaleur chaudière à condensation 26 kwh/m²a 8

Projets maisons passives-> 2006 Projets maisons passives en Belgique projets finis: ±7 projets en cours: ±33 total: ±40 dont: habitats: 34 bâtiments tertiaires: 6 (2 écoles, 2 immeuble de bureaux, 2 centres d éducation) Maison Passive-asbl Le bon choix pour les maisons passives Activités de l asbl PMP Promotion, communication du concept Maisons Passives Développement de l information: documentation des produits manuel de dessin méthodes de calcul méthode d assurance de qualité Traduction et adaptation PHPP (Passivhaus Projektierungs Packet) Développement d une programme de certification des maisons passives et des technologies maisons passives Organisation de séminaires et formations Site web: www.maisonpassive.be 9

Traduction et adaptation PHPP 2004a Industrie Dévelopment de produits Client conscient Qualité par multidisciplinarité Concepteurs Qualité par expérience Constructeurs 10

Vue en plan du rez-de-chaussée 11

Vue en plan de l étage Coupe longitudinale 12

Détails 32. Außenwand - Flachdach - Attika Analyse des ponts thermiques Eingabefeld 26. Außenwand - Geschossdeckeneinbindung Ausgabefeld (gesperrt) l2e Eingabefeld21. Fenster - Außenwand - Laibung Ausgabefeld (gesperrt) l1e l1i l1e d2 l2i l1i l2i Eingabefeld 10. Außenwand - Außenwand - Innenecke d d1 l1i d Ausgabefeld (gesperrt) Bauteile l2e Außenwand 1 Flachdach 2 Eingabefeld d2 l2i 9. Außenwand - Außenwand - Außenecke l2e U-Wert (Gefach) = 0,107 W/m²K U-Wert (Gefach) = 0,093 W/m²K Ausgabefeld (gesperrt) Bauteile l1e U Außenwand 1 m-wert l1e U 1 = 0,107 W/m²K l2i U Außenwand 2 m-wert U 2 = 0,113 W/m²K Eingabefeld Innenmaß 5. Außenwand - Bodenplatte - außengedämmt (Sockel) U-Wert (Gefach) = 0,107 l W/m²K 1i = 1,000 m Innenmaß l1e U-Wert l2e (Gefach) = 0,107 l 2i W/m²K = 1,000 m Ausgabefeld (gesperrt) d1 Bauteile Dicke der Um-Wert U1 = 0,107 Wand d W/m²K 1= 0,515 m Dicke des Daches Um-Wert U2 = 0,107 d W/m²K 2 = 0,552 m Fenster 1 Außenmaß Außenwand l d1 2 Innenmaß d1 l1i = 1,000 m 1e = 1,552 m Außenmaß l l1i Innenmaß l2i = 1,000 2e = 1,515 m m Eingabefeld U-Wert (Fenster) U l1i Bauteile 1 = 0,655 W/m²K U-Wert (Gefach) = 0,107 W/m²K Dicke der Decke d = l2e 0,290 m Ausgabefeld (gesperrt) l1i l1e Therm U m-wert U 2 = 0,107 Ψ-Wert W/m²K Außenwand 1 Außenmaß Außenwand l1e = 2 1,145 m l2i Außenmaß d2 l2e = 1,145 m Innenmaß l d2 U-Wert (Gefach) = 0,107 W/m²K 1i = 1,134 m U-Factor (Therm) = Innenmaß 0,126 W/m²K l U-Wert (Gefach) = 0,107 2i = 1,010 m Ψi (bez. auf U Gef ach) = 0,052 W/mK W/m²K Temperatur-Korrekturfaktor Bauteile = 0,60 Dicke d = 0,010 l2i m Thermlänge = 2,000 m Ψe (bez. auf U U m-wert U 1 = Therm 0,107 W/m²K U m-wert U 1 = 0,107 Ψ-Wert m)= -0,086 W/mK W/m²K Außenwand 1 Außenmaß Außenwand 2 Innenmaß l l2e U-Wert (Gefach) = 0,107 1i = 1,515 U-Factor l 1e = m (Therm) längenbezog. 1,144 oben m 1 = Wärmestrom L 2D = Außenmaß 0,252 W/mK l 2e = 1,000 m Ψe (bez. auf U Gef ach)= -0,055 W/mK Innenmaß 0,123 W/m²K l W/m²K U-Wert (Gefach) = 0,107 2i = 1,515 m Ψi, oben (bez. auf UGef ach) = 0,016 W/mK U-Factor (Therm) unten 1 = W/m²K Dicke der Wand d Bauteile U m-wert U 1 = 0,107 W/m²K 1= 0,515 m Dicke der 0,124 Wand W/m²K d U m-wert U 1 = 0,107 W/m²K 2 = 0,515 m Ψi, unten(bez. auf UGef ach) = 0,017 W/mK Therm Thermlänge 1 = Ψ-Wert Außenmaß l Außenwand 1 Innenmaß l 1i = 1,000 1e = 1,000 m Außenmaß 1,000 m l Bodenplatte m 2 Innenmaß l 2i = 1,000 2e = Ψi, Summe (bez. auf UGef 1,000 m ach) = 0,033 W/mK U-Factor (Therm) = Temperaturfaktor 0,398 W/m²K (andere Ψi m (bez. Randbedingungen auf U Gef ach) =!) Thermlänge 2 = 1,000 m 3 W/mK Innentemperatur = 20,0 C U-Wert Dicke (Gefach) der Außenwand = 0,107 dw/m²k 1= 0,515 m Thermlänge längenbezog. U-Wert Dicke = (Gefach) Wärmestrom der Außenwand 2,144 = 0,165 1 ml d 2 W/m²K = 0,515 m Therm Ψ-Wert 2D = Ψe (bez. auf U m)= -2 W/mK Außentemperatur 0,123 W/mK= -5,0 C Ψe (bez. auf Um)= 2 W/mK U m-wert U 1 Außenmaß = 0,107l 1e W/m²K = längenbezog. 1,515 m Wärmestrom längenbezog. L 2D U m-wert = Wärmestrom UAußenmaß 2 0,854 = 0,165 W/mK l 2e W/m²K = U-Factor (Therm) = niedrigste 2 L 2D = Oberflächentemp. 0,1241,515 W/mK Ψe m (bez. auf U Gef C ach)= Ψe -2 (bez. auf W/mK UGef ach)= 2 W/mK 0,078 W/m²K Ψi (bez. auf U Gef ach) = -0,088 W/mK Innenmaß l 1i = 1,000 m Innenmaß l 2i = 1,000 Temperaturfaktor m f 2D = 0,200 Thermlänge = 3,030 m Ψe (bez. auf U m)= 0,022 W/mK Dicke der Therm Außenwand d 1 = 0,515 m Temperaturfaktor Dicke Temperaturfaktor des (andere Ψ-Wert Bpl.-Aufbaus Randbedingungen d 2 = (andere 0,110Randbedingungen m!)!) längenbezog. Wärmestrom L 2D = 0,237 W/mK Ψe (bez. auf U Gef ach)= 0,022 W/mK Außenmaß lu-factor 1e = (Therm) 1,110 m= 0,133 W/m²K Innentemperatur oben Außenmaß = Innentemperatur Ψi (bez. l 2e = 20,0 auf U1,515 C = Gef ach) m= 2,052 C W/mK unten Innentemperatur = 20,0 C Außentemperatur = Außentemperatur -5,0 C Thermlänge = Abbildung: = -5,0 C Außentemperatur = -5,0 C 2,000 m Ψe (bez. auf U m)= -0,058 W/mK Temperaturfaktor niedrigste (andere Oberflächentemp. Randbedingungen niedrigste Oberflächentemp.!) C C niedrigste Oberflächentemp. C Therm längenbezog. Wärmestrom L 2D = 0,267 W/mK Ψ-Wert Ψe (bez. auf U Gef ach)= -0,058 W/mK Innentemperatur Temperaturfaktor = 20,0 f 2D CTemperaturfaktor = 0,200 f 2D = 0,200 Temperaturfaktor f 2D = 0,200 U-Factor (Therm) = 0,114 W/m²K Außentemperatur = Ψi (bez. -5,0 C auf U Gef ach) = 0,022 W/mK Temperaturfaktor Thermlänge = niedrigste 2,000 (andere m Oberflächentemp. Randbedingungen!) Ψe (bez. C auf U m)= -0,041 W/mK längenbezog. Wärmestrom L 2D Innentemperatur = 0,229Temperaturfaktor W/mK = Abbildung: 20,0 f 2D C= Abbildung: Ψe 0,200 (bez. auf U Gef ach)= -0,041 W/mK Außentemperatur = -5,0 C niedrigste Oberflächentemp. = C Temperaturfaktor (andere Randbedingungen!) Temperaturfaktor f 2D = 0,200 Innentemperatur = Abbildung: 2 C Außentemperatur (Luft) = -5,00 C Temperatur Keller/ Erdreich = 1 C niedrigste Oberflächentemp. Abbildung: C Temperaturfaktor f 2D = 0,200 Abbildung: 13

Construction en ossature bois Construction en maçonnerie (crépi sur isolant) Maison passive K 55 Maison passive K 55 EP CO 2 EP CO 2 EP CO 2 EP CO 2 C U C U C U C U C U C U C U C U Energies «primaires» 14

Comparaison des matériaux par kg EP-non renouvellable [MJ] Acier galvanisé 6 Aluminium 23 Bois 4,70 Polyuéthane 10 Laine de cellulose 4,20 Laine de verre 43,00 Laine de roche 17,50 Brique Béton cellulaire Béton 2,70 4,20 0,80 5 10 15 20 25 Total en EP-non renouvellable [MJ] K55-bois 280.997,99 MP-bois 374.085,98 K55-maç. 300.334,54 MP-maç. 543.399,56 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 15

EP-non renouvellable [MJ] par lot REVETEMENTS SOLS ET MURS CHAPES ENDUITS ISOLATION COUVERTURE MENUISERIES INTERIEURES MENUISERIES EXTERIEURES STRUCTURE BOIS GROS-Œ UVRE 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 MP-maç. K55-maç. MP-bois K55-bois Energie primaire non renouvellable en kwh EP-non renouvellable [kwh] K55-bois 78117,44 MP-bois 103995,90 K55-maç. 83493,00 MP-maç. 151065,08 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 % en EP non renouvellable K55-bois 10 MP-bois 10 K55-maç. 10 MP-maç. 10 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Construction Utilisation 16

Emissions «équivalentes» en CO 2 Non!!! Comparaison de matériaux GWP 100a [kg CO 2 -équivalent] Acier galvanisé 4,10 Aluminium 13,00-1,55 Bois Polyuéthane 14,00 Laine de cellulose 0,20 Laine de verre 2,10 Laine de roche 1,40 Brique Béton cellulaire Béton 0,25 0,13 0,50-4,00-2,00 2,00 4,00 6,00 8,00 1 12,00 14,00 16,00 17

Total en GWP 100a [CO2-équivalent] K55-bois -8.395,96 MP-bois 588,09 K55-maç. 20.799,67 MP-maç. 52.151,07-10.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 GWP 100a [CO2-équivalent] par lot REVETEMENTS SOLS ET MURS CHAPES ENDUITS ISOLATION COUVERTURE MENUISERIES INTERIEURES MENUISERIES EXTERIEURES STRUCTURE BOIS GROS-Œ UVRE -20.00-15.00-10.00-5.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 MP-maç. K55-maç. MP-bois K55-bois 18

Emissions équivalent CO 2 Emissions de kg CO 2-équivalent -8395,96 K55-bois MP-bois588,09 K55-maç. 20799,67 MP-maç. 52151,07-2000 -1000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 % en émissions de kg CO2-équivalent -10 K55-bois MP-bois 10 K55-maç. 10 MP-maç. 10-100% -80% -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Construction Utilisation Conférence: Bâtiments basse énergie Principes d une, conception architecturale, principes constructifs et illustrations concrètes fhw, scprl Olivier Henz Thier de Limbourg 6 B 4830 Limbourg Tel: +32 (0)87 76 51 45 Fax:+32 (0)87 76 37 30 e-mail: info@fhw.be www.fhw.be 19