Bâtiments BBC en LR : Quelles performances réelles
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Méthodologie de suivi et d’analyse Jean-Alain Bouchet
Montpellier – 25 septembre 2014
Bâtiments BBC en LR : Quelles performances réelles ?
Méthodologie évaluation performances thermiques
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Sommaire
• Du suivi de consommation à la performance • Les stratégies d'instrumentation • La méthodologie d’analyse des 5 postes RT • Analyse du confort • Conclusion
Evaluer la performance énergétique propre au bâtiment
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Comment évaluer la performance réelle d’un
bâtiment ? ü Évaluer en phase d’exploitation (2 ans)
ü Considérer le système
1) Bâtiment & équipements
2) Occupants & gestionnaires
3) Climat local & contraintes du site
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Du suivi des consommations à l'analyse des performances
• 3 niveaux de suivi
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Les objectifs visés par l’instrumentation PREBAT
q Identifier les consommations par usage RT : chauffage, eau chaude sanitaire, froid, éclairage, auxiliaire ventilation, auxiliaires thermiques
q Pour caractériser la performance énergétique propre au bâtiment il faut :
Ø Considérer le climat local Ø Considérer l’occupation réelle (profil d’occupation, température de
chauffage, besoins d’eau chaude)
Ø Connaître le fonctionnement réel des équipements
q Évaluer le confort thermique (été et hiver)
1 Les objectifs Évaluer la performance réelle d’un bâtiment
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Les stratégies d'instrumentation
Un compromis nécessaire :
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L'instrumentation Caractérisation des systemes
Comptage énergie consommée Comptage énergie thermique fournie Capteurs de fonctionnement
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L'instrumentation
• Caractérisation des ambiances – Mesure température et hygrométrie – Echantillonnage de lieux représentatifs du
bâtiment • zones (logements) • Traitements (climatisation) • Locaux (séjour + ch1 + 50 % autres chambres) • Situation : Sud 50 % - Nord 50 % - Est + Ouest 50 %
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Comment évaluer la performance énergétique propre au bâtiment ? § En exploitation
– sur 2 ans de suivi
§ Les 5 postes de consommation RT § Moyens :
– Instrumentation – Enquête – Suivi de chantier
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Méthodologie d’analyse § Les consommations réglementaires visées ne peuvent
être comparées à la consommation mesurée in situ § Approche en 3 étapes :
Consommation re-calculée sur les
conditions de suivi Performance de l’enveloppe et des systèmes mesurées
Condition d’occupation et climatique relevées pour l’année de suivi
Données initiales (Fichier ThCE)
Influence des écarts sur le Cep
?
Consommation mesurée
1
2 3
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Méthodologie d’analyse 1ere étape : Re-calcul de la consommation avec les conditions climatiques et d'occupation de l'année de suivi
Consommation re-calculée sur les
conditions de suivi
Données initiales (Fichier ThCE)
Condition d’occupation et climatique relevées pour l’année de suivi
➔ Utilisation du fichier d’entrée RT2005 avec le moteur Th-CE
faisabilité
1
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Approche en 3 étapes
§ Fichier météo propre à l'année de suivi. § Apports internes estimés selon taux
d'occupation et mesures consommation des usages spécifiques de l'électricité
§ Température de consigne issue de l'analyse des températures intérieures mesurées
§ Mesure besoins thermiques ECS
Etape 1 : Re-calcul de la consommation avec les conditions climatiques et d'occupation de l'année de suivi
Consommation re-calculée sur les
conditions de suivi Données initiales
(Fichier ThCE)
1
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➔ Méthode d’analyse statistique - Température intérieure mesurée la plus fréquente pendant
les heures de fourniture de chauffage et pendant occupation du logement (jour occupé = besoins ECS)
- moyenne des différentes mesures de température intérieure
● Comparaison avec calcul RT :
La température intérieure de consigne
Stabilité temporelle
BASE 19°c
1
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Approche en 3 étapes 2 ème étape : évaluation de l'écart dû aux performances réeelels du bâti et des systèmes
Consommation re-calculée sur les
conditions de suivi
Condition d’occupation et climatique relevées pour l’année de suivi
Données initiales (Fichier ThCE)
Influence des écarts sur le Cep
1
Perméabilité à l’air
Rendement systèmes
Enveloppe Ubât 2
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Approche en 3 étapes
2eme Etape :Évaluation de l'écart dû aux performances réelles du bâti et des systèmes
Consommation re-calculée sur les
conditions de suivi
Influence des écarts
2 Perméabilité à l’air
Rendement systèmes
Enveloppe Ubât
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Approche en 3 étapes
§ Évaluation de la performance de l’enveloppe – détermination expérimentale du coefficient de transmission
thermique de l'enveloppe Ubât – bilan thermique hebdomadaire à partir des mesures
Déperdition ventilation
Déperdition thermique de l’enveloppe
Perméabilité à l’air Apports internes
Apports solaires
Apports de chauffage
Ubât déduit de l'équilibre thermique hebdomadaire
Enveloppe Ubât
2
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Approche en 3 étapes Choix de la semaine (série de 7 jours): - une des plus froides de l'hiver
- occupation la semaine précédente
Enveloppe Ubât 2
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Approche en 3 étapes
§ Évaluation de la performance des générateurs – Rendement générateur de chaudière gaz – Efficacité échangeur double flux – COP PAC air/eau,
§ Évaluation de la performances des systèmes – énergie récupérée puits canadien – taux de couverture solaire
⇒ Influence de l'écart observé sur le calcul - > explication (partielle) sur l'origine des écarts de consommation
Évaluation de l'écart dû aux performances des systèmes
Rendement systèmes
2
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Approche en 3 étapes 3eme étape : Ecarts restants
Consommation re-calculée sur les
conditions de suivi
Performance de l’enveloppe et des systèmes mesurées
Condition d’occupation et climatique relevées pour l’année de suivi
Données initiales (Fichier ThCE)
Influence des écarts sur le Cep
?
Consommation mesurée
2 3
1
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Approche en 3 étapes
Origine des écarts résiduels sur le Cep : § Hypothèses RT non modifiables
– Non ouverture des fenêtres en hiver – Scénario d’utilisation des volets de jour en hiver – …
§ Eléments propres au projet – Fonctionnement réel des équipements – Régulation manuelle atypique ou mauvais réglage – Plan d’instrumentation incomplet – …
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Analyse du confort § Plusieurs indicateurs analysés
– Diagramme de l'air humide, PMV, nombre d’heures cumulées supérieure à 27° (été)
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Le confort adaptatif
Températures acceptables
1517192123252729313335
15 20 25 30Température extérieure moyenne (°c)
T (°c
)NF 15251
La norme EN NF 15251 (août 2007) propose de situer les niveaux de température intérieure par rapport à la température extérieure moyenne glissante des 3 dernières journées
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Conclusion
§ Nécessité de différencier l'influence des conditions de suivi de l'influence des performances bâti/système
§ Une approche globale de la performance de l'enveloppe et de systèmes
§ Une méthode de caractérisation de la température de consigne
§ Plusieurs indicateurs pour le confort thermique d'été