1 Efficacité énergétique, confort acoustique et qualité de l'air intérieur "la problématique vue par... un spécialiste de la thermique."
PLAN 2 1. Présentation d AMOES 2. L Urgence Environnementale 3. L Optimisation Energétique d un bâtiment (en 2 mots) 4. Interactions entre Efficacité Energétique/Confort acoustique/qualité sanitaire de l air
3 1. PRÉSENTATION D AMOÈS
Missions 4 1. PRÉSENTATION D AMOÈS
5 2. L URGENCE ENVIRONNEMENTALE
Urgence Energétique 6 Epuisement des ressources fossiles: Pic de Hubert Pic de la production mondiale de pétrole 2. L URGENCE ENVIRONNEMENTALE Augmentation du coût de l énergie / précarité énergétique
Changement d ère climatique 7 2. L URGENCE ENVIRONNEMENTALE
Urgence Climatique 8 2. L URGENCE ENVIRONNEMENTALE
9 Facteur 4! (voire 7) 2. L URGENCE ENVIRONNEMENTALE Absorption annuelle : 3 milliards de tonnes de Carbone Océan CO 2 6 milliards d individus 0,5 t de Carbone/pers.an En France, diviser par 4 les émissions de GES
Et le bâtiment? 10 2. L URGENCE ENVIRONNEMENTALE Elément majeur de la transition énergétique 45 % des consommations énergétiques et environ 25% d émission de CO 2 en France. Explosion de la précarité énergétique La réalisation de bâtiments à faible consommation d énergie (neufs et en rénovation) est INDISPENSABLE
11 3. OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE DE L ENVELOPPE THERMIQUE
Conception du bâtiment 12 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Compacité Orientation au Sud pour profiter des apports solaires gratuits
Conception du bâtiment 13 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Optimisation de l organisation intérieure pour : Limiter les longueurs de canalisations Faciliter la mise en place de la ventilation
Conserver la chaleur L isolation des parois 14 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Des niveaux d isolation importants Exemple : Minima pour du logement collectif BBC: Parois U paroi (W/(m².K)) Equivalent isolant (λ=0,038 W/(m.K)) Murs extérieurs 0,2 W/m².K 18 cm Toiture 0,12 W/m².K 30 cm Plancher bas 0,2 W/m².K 18 cm Menuiseries 1,4 W/m².K
Conserver la chaleur Traitements des ponts thermiques 15 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Points faibles dans le bâtiment Acrotères Balcons Liaisons entre parois Menuiseries Accroches de bardage Nez de dalles Coffres de volets roulants Points froids, sources de condensation, de déperditions et d inconfort
Conserver la chaleur Traitement des ponts thermiques 16 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Les solutions Retours d isolant Isolation par l extérieur Isolation répartie Isolation intérieure et extérieure Désolidarisation des balcons Rupteurs de ponts thermiques
Conserver la chaleur L étanchéité à l air 17 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Sources d infiltrations d air : Menuiseries Jonctions entre parois Gaines électriques Canalisations Conduits de cheminée Trappes Courants d air, augmentation des consommations de chauffage
Conserver la chaleur L étanchéité à l air 18 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC L impact sur les consommations : Exemple d un bâtiment collectif BBC Besoins de chauffage (kwh/ m².an) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0.03 vol/h 0.06 vol/h 0.15 vol/h 0.25 vol/h 0.45 vol/h 15.9 17.5 22.2 27.3 37.9
Conserver la chaleur L étanchéité à l air 19 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Les solutions : Utilisation de produits spécifiques (scotchs, freinevapeur, colles, manchettes étanches )
Conserver la chaleur L étanchéité à l air 20 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Les solutions : Mise en œuvre soignée
Conserver la chaleur L étanchéité à l air 21 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Les solutions : 2 tests à la porte soufflante («blower door»), avant et après les finitions
La rénovation : le principal enjeu 22 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Neuf : 1% du parc chaque année Consommations actuelles des bâtiments :
La rénovation : le principal enjeu 23 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC
La rénovation : le principal enjeu 24 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC Objectif chauffage : 50 kwh ep /m² shab.an Ne pas tuer le gisement!! Pas de rénovation à plus faible niveau sinon : o o Manque de main d œuvre Surcoût très important
La rénovation : le principal enjeu 25 3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC La Solution Technique de Référence: 1. Ajouter aux murs et au plancher bas une résistance thermique de 4,5 m²k/w, 2. Ajouter en toiture une résistance thermique de 7,5 m²k/w, 3. Remplacer les menuiseries par des menuiseries en bois munies de triple vitrage peu émissif avec argon (Uw < 1,1 W/m² C), 4. Mettre en œuvre une ventilation double flux avec récupérateur de chaleur d efficacité minimum de 70 %, 5. Utiliser un système de chauffage performant.
3. PRINCIPES ET PROBLÉMATIQUES DE LA CONSTRUCTION BBC La problématique du confort d été Bâtiment très isolé: Surchauffes estivales Effet thermos Stratégie à adopter : 1. Réduire les apports de chaleur (internes et solaires) 2. Stocker la chaleur via l inertie du bâtiment 3. Evacuer la chaleur accumulée 4. Trouver un moyen passif de rafraîchissement 26
27 4. LES THÉMATIQUES PRINCIPALES ABORDÉES Certaines thématiques pour lesquelles l efficacité énergétique va à l encontre ou dans le même sens que le confort acoustique et la qualité de l air intérieur
28 Performance de l enveloppe thermique (niveaux d isolation, traitement des ponts thermiques ) Renouvellement d air (infiltration, ventilation ) Revêtements (sol, faux-plafonds) Mode de chauffage: chauffage bois
29 4.1 NIVEAUX D ISOLATION 4.1 NIVEAUX D ISOLATION
CONSÉQUENCES D UNE ISOLATION IMPORTANTE Sur le confort acoustique 30 De manière générale, l isolation thermique et acoustique vont dans le même sens: 4.1 NIVEAUX D ISOLATION Une résistance thermique supplémentaire permet d augmenter l affaiblissement acoustique d une paroi. Les menuiseries performantes sur le plan thermique sont assez performantes sur le plan acoustique.
CONSÉQUENCES D UNE ISOLATION IMPORTANTE MAIS Après rénovation énergétique: certains immeubles de logements font apparaître des problèmes acoustiques intérieurs!! 31 4.1 NIVEAUX D ISOLATION Ex: Logements adjacents, bruits des gaines de plomberie Objectifs acoustiques élevés: Triple vitrage classique souvent insuffisant par rapport au double vitrage acoustique
CONSÉQUENCES D UNE ISOLATION IMPORTANTE Sur la qualité sanitaire de l air 32 Si l isolation thermique est bien réalisée, la qualité de l air est accrue 4.1 NIVEAUX D ISOLATION Une bonne isolation permet de limiter les points froids et les parois froides: les risques de condensation et moisissures sont fortement réduits
CONSÉQUENCES D UNE ISOLATION IMPORTANTE MAIS Des retours d expériences montrent que l isolation, surtout en rénovation, n est pas toujours parfaite. Ponts thermiques non traités: points froids et condensation assurée. 33 4.1 NIVEAUX D ISOLATION Isolation par l intérieur: problèmes de transfert d humidité et risques de condensation à l interface isolant/mur Ces risques sont d autant d plus accrus si le système de ventilation n est n pas adapté
34 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR 4.2 MAITRISE DU RENOUVELLEMENT D AIR Etanchéité à l air et Ventilation Mécanique Contrôlé
Les infiltrations d air et qualité sanitaire de l air 35 Supprimer les entrées d air parasites va dans le sens d une bonne qualité de l air : 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR Les infiltrations d air froid provoquent des condensations et des moisissures L air venant des entrées parasites sera donc de très mauvaise qualité sanitaire.
Les enjeux de la ventilation 36 La ventilation représente à la fois: Un poste de déperditions énergétiques majeur 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR Une source conséquente de problèmes acoustiques Une nécessité sanitaire
Les enjeux de la ventilation Un poste de déperditions thermique prépond pondérant pour un bâtiment bien isolé: Pour des logements: Bilan énergétique sur la période de chauffage 37 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR
Les enjeux de la ventilation 38 Pour les bâtiments tertiaires: impact encore plus important. Le renouvellement d air peut être le principal poste de déperditions 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR
Les enjeux de la ventilation 39 Différentes stratégies pour diminuer les déperditions: Récupérer l énergie sur l air extrait Ex: Ventilation double-flux avec récupération de chaleur 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR OU Diminuer les débits de ventilation Ex: Ventilation simple-flux hygro-régulé
Ventilation Mécanique Contrôlée 40 Les 2 choix principaux : 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR Ventilation double flux avec échangeur de chaleur Confort thermique et qualité de l air améliorés Entrée d air Rejet d air Séjour Chambres Séjour Chambres Échangeur De chaleur Cuisine Sdb / WC Cuisine Sdb / WC Gaine d insufflation n tio c x tra e d e in a G ENERTECH Entrée d air Entrée d air Rejet d air Ventilation hygroréglable de type B Diminution des déperditions grâce à la diminution des débits de ventilation qui s adaptent à l occupation Séjour Chambres Séjour Chambres Caisson d extraction Cuisine Sdb / WC Cuisine Sdb / WC
Ventilation Mécanique Contrôlée 41 Comparaison de ces 2 principes sur un plan strictement énergétique 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR Avantages Inconvénie nts Ventilation double flux avec échangeur de chaleur Déperditions et besoins de chauffage très faibles Confort thermique Possibilité de chauffer par air Consommations électriques loin d être neutres Au sens du calcul RT (calculs conventionnels), options énergétiquement équivalentes. Ventilation hygroréglable de type B Faibles consommations électriques Entrées d air froid: inconfort et augmentation de la consigne
Ventilation et qualité sanitaire de l air 42 Garder à l esprit la contrainte sanitaire pour fixer les taux de renouvellement à l air Ventiler c est permettre de: Evacuer l humidité / la vapeur d eau 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR Evacuer les polluants générés par les occupants (CO2, fumées de cigarette, odeurs ) Evacuer les polluants dus aux meubles, aux colles, peintures (COV, formaldéhydes) La ventilation hygro permet-elle, à elle seule, d assurer une qualité de l air acceptable?
4.2 RENOUVELLEMENT D AIR Ventilation et qualité sanitaire de l air 43 Pour des logements, taux de renouvellement correct situé autour de 0.5 0.6 Vol/h (plusieurs études: INSP Québec -2006-, LBNL) Taux de renouvellement fixé pour respecter une concentration maximale en formaldéhyde dans l air intérieur de 60 µg/m 3 Correspond à l arrêté du 24/03/1982 mais les débits règlementaire sont réduits avec l arrêté du 28/10/1983 qui introduit l hygroréglable Assurer ces débits d et limiter les besoins de chauffage rend incontournable la VMC double-flux
Ventilation et qualité sanitaire de l air 44 Des moyens techniques existent pour faire cohabiter qualité d air et performance thermique MAIS La ventilation double-flux avec récupération de chaleur pose des problèmes: 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR De coûts (3000 /lgt contre 900 pour l hygro B) De mise en œuvre en réhabilitation VMC double-flux rarissime en logements (même me en neuf) Ventilation simple flux hygro B généralisg ralisée pour les bâtiments b BBC en France
Maitrise du renouvellement d air Confort acoustique 45 Etanchéité à l air Une bonne étanchéité à l air va dans le sens du confort acoustique vis-à-vis de l extérieur 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR Entrées d air = Ponts phoniques entre extérieur et intérieur
Maitrise du renouvellement d air Confort acoustique 46 Equipements VMC 4.2 RENOUVELLEMENT D AIR La VMC pose des contraintes acoustiques très importantes: Ponts phoniques liés aux conduits de ventilation Bruits occasionnés par les machines ou des vitesses d air trop importantes Les problèmes acoustiques surviennent suite à des problèmes de conception ou de mises en œuvre.
47 4.3 REVETEMENTS 4.3 MATÉRIAUX DE REVÊTEMENTS Principe d inertie Acoustique intérieur
L inertie: point essentiel à un bâtiment performant Stocker la chaleur est nécessaire n pour garantir un confort d éd été correct 48 Caractéristiques d un matériau inertiel : une bonne capacité thermique ρ c une bonne effusivité e = λρ c 4.3 REVETEMENTS λ une bonne diffusivité e = ρc Un matériau ne peut pas être isolant et inertiel
Confort acoustique VS Inertie thermique Présence d un minimum de matériaux absorbants Moquette, faux plafonds 49 Ces matériaux vont en l encontre d une bonne inertie 4.3 REVETEMENTS Problématique récurrente dans les bâtiments tertiaires, surtout les bureaux Des solutions existent: Mettre des faux plafonds partiels Préférer des panneaux acoustiques absorbants
D autres problématiques liées l acoustique intérieure 50 Ces matériaux peuvent également être une source importante de pollutions de l air intérieur (colles, poussières) 4.3 REVETEMENTS + de matériaux + d énergie grise
51 4.4 CHAUFFAGE BOIS 4.4 CHAUFFAGE BOIS Performances environnementales Questions sanitaires
Problématiques sanitaires du chauffage bois 52 Energie renouvelable: Le chauffage au bois est un levier majeur de la transition énergétique pour les bâtiments MAIS 4.4 CHAUFFAGE BOIS Les fumées issues de la combustion du bois peuvent être nocives.
Problématiques sanitaires du chauffage bois: vis-à-vis de l air intérieur 53 Projet performant: foyer fermé et étanche à l air 4.4 CHAUFFAGE BOIS L air d ambiant est complètement indépendant de l air de combustion : -Amenée d air neuf -Poêle certifié étanche
Problématiques sanitaires du chauffage bois: vis-à-vis de l air extérieur Liées à la qualité de la combustion 54 4.4 CHAUFFAGE BOIS Exigences sur la qualité du combustible (plaquettes, granulés) pour limiter les émissions de: - CO, Nox, COV - Formaldéhydes, particules fines
55 38 L'effet "thermos" existe-t-il vraiment? Bâtiment sur-isolé Bâtiment non isolé 36 34 Températures du salon ( C) 32 30 28 26 24 22 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600 Nombre d'heures pour lesquelles la température est supérieure à la température indiquée
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