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FORMATION BATIMENT DURABLE :
PASSIF ET (TRES)
BASSE ENERGIE
PRINTEMPS 2016
Journée 6.3
Systèmes : processus de
conception
Refroidissement
Piotr Wierusz-Kowalski
p.kowalski@mkengineering.be – www.mkengineering.be
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE – printemps 2016
OBJECTIF(S) DE LA PRESENTATION
● Rappel de J3 (notion théorique) : importance du refroidissement &
énergie primaire
● Comprendre le processus de sélection des systèmes de
refroidissement et des moyens alternatifs (lutte contre la surchauffe)
● Intégrer la nécessité d’une coordination entre l’architecture et les
systèmes de lutte contre la surchauffe
● Suivi de l’évolution des décisions sur base de projets
2
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE – printemps 2016
TABLE DES MATIERES
RAPPELS JOURNÉE NOTIONS THÉORIQUES
PROCESSUS DE CONCEPTION
3
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE – printemps 2016
CRITÈRES DE CERTIFICATION – RÉSIDENTIEL4
● Dans le résidentiel, le refroidissement n’est pas considéré!
● Objectif : se passer de refroidissement actif!
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CRITÈRES DE CERTIFICATION – TERTIAIRE 5
● Certification Passive (non-résidentiel – permis déposé après le
06/03/2012)
N Le refroidissement actif intervient dans la lutte contre la surchauffe après les
moyens passifs.
N But : être sous le seuil des 5 % des risques de surchauffe, pour des besoins
en refroidissement inférieurs à 15 kWh/m².an en minimisant les
consommations en Ep.
● Ensemble des données et résultats présentés sont spécifiques au
tertiaire
● La simulation dynamique est requise pour le tertiaire passif > 1000 m²
Critères à respecter: Certification - Bâtiment TERTIAIRE - Standard Passif
Besoins net en énergie de chauffage ≤ 15 kWh/m².an (1)
Besoins net en énergie de refroidissement ≤ 15 kWh/m².an (1)
Test d'étanchéité à l'air n50 ≤ 0,6 h-1 selon la méthode A de la NBN EN 13829 (5)
Probabilité du risque de surchauffe 0,05 ou 5% Simulation dynamique requise (3)
Critère en énergie primaire - Ep ≤ 90 - 2,5 x compacité (2) (4)
Source : Vademecum PMP 2012
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CRITÈRES DE CERTIFICATION – CONCLUSIONS● Critères de besoins (nets)
● + Critères en énergie primaire !!! & comprend :
Ce sont les systèmes qui permettent de compenser les besoins par conversion de l’énergie primaire en
énergie finale
● Remarque : évolution continue des critères de certification
A suivre… en permanence dès la remise d’offre
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Vecteur énergétique
PHPP PEB 2015
Résidentiel Tertiaire Résidentiel Tertiaire
Chauffage Oui Oui Oui Oui
Eau chaude sanitaire Oui Non Oui Non
Refroidissement Non Oui Forfaitaire Oui
Eclairage Non Oui Non Oui
Auxiliaires (ventilateurs &
circulateurs)Oui Oui Oui Oui
Energies
renouvelablesOui Non Oui Oui
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DES BN À L’ÉNERGIE PRIMAIRE – GRANDEURS – Tertiaire
● Projets Non-Résidentiels
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3. Apports internes par l’éclairage+
6. Déperditions par transmission
7. Déperditions par ventilation
8. Déperditions par in/exfiltration
4. Apports internes par les ventilateurs
5. Apports internes par les appareils
10. Besoins nets en énergie pour le refroidissement
11. Pertes du système de refroidissement
12. Besoins bruts en énergie
2. Apports internes par les personnes
15. Pertes de transformation
16. Consommation d’énergie primaire du bâtiment
-
6 7 8
1
2345
10 11
12 13
9
-
+
+
+
+
=
+
=9. Chaleur à évacuer par le système de refroidissement=
-
1. Apports solaires
14
15
16
13. Pertes à la production
14. Consommation d’énergie pour le refroidissement
+
=
DES BESOINS NETS À L’ÉNERGIE PRIMAIRE – EN ÉTÉ8
Formation Systèmes :
Refroidissement
Formation Systèmes :
Eclairage
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● Production
Peut être réversible PAC
● Distribution / Emissions / Régulation
DES BN À L’ÉNERGIE PRIMAIRE – REFROIDISSEMENT – Systèmes9
Compresseur = consommation de
force motrice
Vanne de détente
Condenseur
= rejet de la
chaleur
Evaporateur
=Absorption
de la chaleur
Source : MK Engineering
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DES BN À L’ÉNERGIE PRIMAIRE – REFROIDISSEMENT – Exercice10
● Tableau de conversion en énergie
primaire :
● Comparaison d’une optimisation des performances
Besoins Net : 15 kWh/an.m² et 5 kWh/an.m²
Pertes de distribution du réseau de chauffage : 1,0 kWh
Vecteur énergétique Fp
Electricité 2,50
Besoins
nets
[kWh]
Besoins bruts
[kWh]
ESEER Energie finale
[kWh]
Cout
[€/m²]
Energie primaire
[kWhp]
15 15+ pertes = 16,0 3 16 / 3 = 5,33 5,33 x 0,17 = 0,91 5,33 x 2,5 = 13,3
15 15+ pertes = 16,0 5 16/ 5 = 3,20 3,20 x 017 = 0,54 3,20 x 2,5 = 8,0
5 5+ pertes = 6,0 3 6 / 3 = 2,00 2,00 x 0,17 = 0,34 2,00 x 2,5 = 5,0
5 5+ pertes = 6,0 5 6 / 5 = 1,20 1,20 x 0,17 = 0,20 1,20 x 2,5 = 3,0
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TABLE DES MATIERES
RAPPELS JOURNÉE NOTIONS THÉORIQUES
PROCESSUS DE CONCEPTION
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PROCESSUS DE CONCEPTION
ESQUISSE
AVANT-PROJET
PROJET
SOUMISSION
CHANTIER
RECEPTION
EXPLOITATION
12
ESQUISSE
AVANT-
PROJET PROJET SOUMISSION CHANTIER RECEPTION EXPLOITATION
(E) (AP) (P) (S) (CH) (R) (EX)
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PROCESSUS DE CONCEPTION – ESQUISSE – Contexte 13
E AP P S CH R EX
● Type d’utilisateur
● Paramètre de confort
● Flexibilité
● Définition des zones à traiter
N Zonage … locaux informatiques
● Caractéristiques du site et du bâtiment
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PROCESSUS DE CONCEPTION
ESQUISSE
AVANT-PROJET
PROJET
SOUMISSION
CHANTIER
RECEPTION
EXPLOITATION
14
ESQUISSE
AVANT-
PROJET PROJET SOUMISSION CHANTIER RECEPTION EXPLOITATION
(E) (AP) (P) (S) (CH) (R) (EX)
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PROCESSUS DE CONCEPTION – AVANT-PROJET15
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Optimisation de l’éclairage
N Bureautique à haute efficacité
N Zonage d’équipement : print shop
Affectation InertieApports
internes
Apports
externes
free-
cooling
Night
cooling
Puits
canadien
Refroidiss.
AdiabatiqueTop cooling
Unités
terminales
massif V V V V V V V V
léger V V V X ? V X V
Stratégie passive Alternative Froid actif
Bureau
Surchauffe Bes. Nets Bes. Bruts Energ. Finale Energ. primaire
% kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an)
1/2 - - - -
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PROCESSUS DE CONCEPTION – AVANT-PROJET16
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Protections solaires architectoniques
N Stores extérieurs
Affectation InertieApports
internes
Apports
externes
free-
cooling
Night
cooling
Puits
canadien
Refroidiss.
AdiabatiqueTop cooling
Unités
terminales
massif V V V V V V V V
léger V V V X ? V X V
Stratégie passive Alternative Froid actif
Bureau
Surchauffe Bes. Nets Bes. Bruts Energ. Finale Energ. primaire
% kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an)
23 % - - - -
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PROCESSUS DE CONCEPTION – AVANT-PROJET17
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Free-cooling
N Night-cooling hybride
Affectation InertieApports
internes
Apports
externes
free-
cooling
Night
cooling
Puits
canadien
Refroidiss.
AdiabatiqueTop cooling
Unités
terminales
massif V V V V V V V V
léger V V V X ? V X V
Stratégie passive Alternative Froid actif
Bureau
Surchauffe Bes. Nets Bes. Bruts Energ. Finale Energ. primaire
% kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an)
9 % - - - -
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PROCESSUS DE CONCEPTION – AVANT-PROJET18
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Puits canadien :
• Local technique en toiture…
• Couts
N Adiabatique :
• Couts d’investissement élevés
N Stratégies passives favorisées par rapport
aux systèmes alternatifs
Affectation InertieApports
internes
Apports
externes
free-
cooling
Night
cooling
Puits
canadien
Refroidiss.
AdiabatiqueTop cooling
Unités
terminales
massif V V V V V V V V
léger V V V X ? V X V
Stratégie passive Alternative Froid actif
Bureau
Surchauffe Bes. Nets Bes. Bruts Energ. Finale Energ. primaire
% kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an)
9 % - - - -
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PROCESSUS DE CONCEPTION – AVANT-PROJET19
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Top-cooling
• Machine frigorifique
• Batterie froide sur pulsion
N Ventilo-convecteurs complémentaires
• Locaux directions au Sud
• Salles de réunion Sud
Affectation InertieApports
internes
Apports
externes
free-
cooling
Night
cooling
Puits
canadien
Refroidiss.
AdiabatiqueTop cooling
Unités
terminales
massif V V V V V V V V
léger V V V X ? V X V
Stratégie passive Alternative Froid actif
Bureau
Surchauffe Bes. Nets Bes. Bruts Energ. Finale Energ. primaire
% kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an)
1 % 10 10 - -
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PROCESSUS DE CONCEPTION – AVANT-PROJET20
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Choix de la machine frigorifique
• Machine frigo classique ( ESEER = 3,99)
• Machine frigo améliorée ( ESEER = 5,56)
Affectation InertieApports
internes
Apports
externes
free-
cooling
Night
cooling
Puits
canadien
Refroidiss.
AdiabatiqueTop cooling
Unités
terminales
massif V V V V V V V V
léger V V V X ? V X V
Stratégie passive Alternative Froid actif
Bureau
Surchauffe Bes. Nets Bes. Bruts Energ. Finale Energ. primaire
% kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an) kWh/(m².an)
ESEER = 3,99 1 % 10 10 2,50 6,25
ESEER = 5,56 1 % 10 10 1,80 4,50
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PROCESSUS DE CONCEPTION
ESQUISSE
AVANT-PROJET
PROJET
SOUMISSION
CHANTIER
RECEPTION
EXPLOITATION
21
ESQUISSE
AVANT-
PROJET PROJET SOUMISSION CHANTIER RECEPTION EXPLOITATION
(E) (AP) (P) (S) (CH) (R) (EX)
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PROCESSUS DE CONCEPTION – PROJET 22
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Zonage nord/sud
Nord
Sud
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PROCESSUS DE CONCEPTION – PROJET 23
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Zonage : N/S + ventilo-convecteurs de zone (salle de réunion,…)
● Définition du matériel
● Implantation détaillée
● ? Étanchéité à l’air ?
● Régulation
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PROCESSUS DE CONCEPTION – PROJET 24
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Zonage : split pour local serveur
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PROCESSUS DE CONCEPTION – PROJET 25
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Implantation détaillée
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PROCESSUS DE CONCEPTION – PROJET 26
E AP P S CH R EX
● Schéma de réflexion : exemple sur 1.000 m² de bureaux massif
N Régulation : de type GTC
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PROCESSUS DE CONCEPTION
ESQUISSE
AVANT-PROJET
PROJET
SOUMISSION
CHANTIER
RECEPTION
EXPLOITATION
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ESQUISSE
AVANT-
PROJET PROJET SOUMISSION CHANTIER RECEPTION EXPLOITATION
(E) (AP) (P) (S) (CH) (R) (EX)
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PROCESSUS DE CONCEPTION – SOUMISSION 28
E AP P S CH R EX
● Descriptions des divers équipements
N Production
N Distribution
N Emission
N Régulation
● Prescrire les niveaux de performance :
N Régime de température
N ESEER
N Acoustique et autres propriétés mécaniques
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PROCESSUS DE CONCEPTION
ESQUISSE
AVANT-PROJET
PROJET
SOUMISSION
CHANTIER
RECEPTION
EXPLOITATION
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ESQUISSE
AVANT-
PROJET PROJET SOUMISSION CHANTIER RECEPTION EXPLOITATION
(E) (AP) (P) (S) (CH) (R) (EX)
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PROCESSUS DE CONCEPTION – CHANTIER 30
E AP P S CH R EX
● Analyse des fiches techniques
N Contrôle du matériel à fournir
● Analyse des plans d’exécution
● Suivi d’exécution
N Mise en œuvre (calorifuge, section des réseaux, adéquation du
matériel fournis, etc.)
N Coordination
• Entre lot techniques
• Avec lot architecture
N Etanchéité à l’air
● PHPP : mise à jour et actualisation
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PROCESSUS DE CONCEPTION
ESQUISSE
AVANT-PROJET
PROJET
SOUMISSION
CHANTIER
RECEPTION
EXPLOITATION
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ESQUISSE
AVANT-
PROJET PROJET SOUMISSION CHANTIER RECEPTION EXPLOITATION
(E) (AP) (P) (S) (CH) (R) (EX)
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PROCESSUS – RÉCEPTION 32
● Mise en service et contrôle :
N Du bon fonctionnement
N Efficacité réelle des équipement (voir PEB)
● Constitution du dossier as-built
N Ensemble des fiches techniques
N Plans As-built
N Ecolage, modes d’emplois, programme de maintenance
… nécessaires à l’utilisateur
● Contrôle des paramètres de régulation
N 1ère cause de disfonctionnement et source d’optimisation
● Suivi des réparations et levées des remarques
N Pendant l’entièreté de la période de garantie
E AP P S CH R EX
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PROCESSUS – RÉCEPTION 33
● Constitution du dossier de certification
N Encodage des derniers éléments modifiés dans le PHPP
N Plans HVAC
N Fiches techniques
E AP P S CH R EX
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PROCESSUS DE CONCEPTION
ESQUISSE
AVANT-PROJET
PROJET
SOUMISSION
CHANTIER
RECEPTION
EXPLOITATION
34
ESQUISSE
AVANT-
PROJET PROJET SOUMISSION CHANTIER RECEPTION EXPLOITATION
(E) (AP) (P) (S) (CH) (R) (EX)
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PROCESSUS DE CONCEPTION – EXPLOITATION – Monitoring35
● Monitoring d’exploitation
N Ressenti des occupants
N Analyse des paramètres de confort
N Analyse des performances énergétiques
N A réaliser en plusieurs étapes (4 saisons minimum)
N Idéal : disposer d’une GTC…
● Objectifs : Détermination des mesures correctives
N Sur le comportement de l’utilisateur ?
N Sur le paramétrage des systèmes :
• Surtout équipement de contrôle et de régulation
• Modifications techniques ? + couteux…
E AP P S CH R EX
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PROCESSUS DE CONCEPTION – EXPLOITATION – Monitoring36
E AP P S CH R EX
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PROCESSUS DE CONCEPTION – EXPLOITATION – Autres Label37
● Eventuelles certifications complémentaires
N Breeam
N Validéo
N …
● Réflexions à définir en amont !
E AP P S CH R EX
Source : SECO
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CE QU’IL FAUT RETENIR DE L’EXPOSE
● La lutte contre la surchauffe n’est pas du seul fait des systèmes !
● L’évitement des apports (internes et externes) puis les stratégies
passives sont toujours à appliquer préalablement
● Les systèmes de refroidissements sont multiples et à adapter suivant
les besoins et la configuration du Projet
● Comme pour les autres systèmes, une grande rigueur du suivi de la
mise en œuvre est nécessaire (encodage logiciels divers pour
certification notamment)
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE – printemps 2016
OUTILS ET REFERENCES
● Outils, sites internet, etc… intéressants :
N Vademecum PMP
N http://www.energieplus-lesite.be/
N alter-clim (IBGE)
● Références Guide Pratique pour la construction durable et autres
sources :
N Guide pratique pour la construction et la rénovation durables de
petits bâtiments :
• http://www.guidebatimentdurable.brussels
• Fiche :
confort : WEL02
stratégie passive : ENE05, ENE06, ENE07
stratégie active : ENE09, ENE10
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CONTACT40
Piotr Wierusz-Kowalski
Ingénieur Gestionnaire de Projets
Coordonnées :
: 02/340.65.00
: p.kowalski@mkengineering.be
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41
?
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42
MERCI POUR VOTRE ATTENTION