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Chauffage du logement HB pour Melec Melec 76400 Février 2017
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Chauffage dulogement
HB pour Melec
Melec 76400
Février 2017
Table desmatières
Introduction 3
I - Générateurs de chauffage 4
1. Le chauffage électrique ................................................................................................................. 4
2. Les chaudières .............................................................................................................................. 4
3. Les pompes à chaleurs .................................................................................................................. 5
4. Les poêles ..................................................................................................................................... 5
II - La réglementation thermique RT2012 6
1. A qui s'applique-t-elle ? ............................................................................................................... 6
2. Les points clés à retenir ............................................................................................................... 7
3. Les coefficients de la RT2012 ....................................................................................................... 83.1. Cepmax .................................................................................................................................................. 83.2. Bbio ...................................................................................................................................................... 93.3. Tic ...................................................................................................................................................... 10
III - Chauffage électrique et RT2012 11
1. Conception ................................................................................................................................. 11
2. Équipements performants ........................................................................................................... 12
3. Que dit la norme ? ..................................................................................................................... 12
4. Installation ................................................................................................................................. 13
5. Thermostat et programmateur ................................................................................................... 14
6. Gestionnaire d'énergie.... ............................................................................................................ 16
IV - Activité : Dimensionnement du plancher rayonnant électrique 18
1. Réalisation de l'étude thermique ................................................................................................ 18
Ressources annexes 19
Contenus annexes 20
3
- Avant de commencer, si vous souhaitez garder une trace papier de ce module, télécharger le document à compléterPDF (cf. )10_Chauffage_papier.pdf
Ce chapitre vient en complément du thème 3 "La ville du futur" du (Pages 241 àlivre de Technologie306)Il existe un grand nombre de types de chauffage.Seules les solutions utilisant l'eau comme fluide de chauffage requièrent un circuit de chauffage central.Par exemple un radiateur en fonte en aura besoin alors qu'un convecteur électrique non.De même il existe des planchers chauffants électriques mais la majorité des installations de chauffage ausol fonctionnent grâce au circuit de chauffage issu d'une chaudière à gaz, à fioul ou grâce à une pompe àchaleur(PAC).
Pour commencer, vous pouvez réaliser votre diagnostic et découvrir l'étiquette énergie de votreénergétique
logement.
Etiquette énergie pour connaître laconsommation d'énergie primaire.
Introduction
Générateurs de chauffage
4
Le chauffage électrique 4 Les chaudières 4
Les pompes à chaleurs 5 Les poêles 5
Il existe de nombreux générateurs de chauffage qui utilisent des sources d'approvisionnementdifférentes. Voici les principaux...
1. Le chauffage électriqueLes :radiateurs à inertie
Couplés à une bonne isolation, ils permettent avec un faible investissement, de faire deséconomies d'énergie.Le prix d'un radiateur à inertie s'élève entre 400 € et 1.200 €.
Les :planchers rayonnantsLes éléments chauffants électriques sont incorporés dans une chape flottante, isoléethermiquement. Cette chape s'échauffe légèrement (28° maxi) et rayonne alors une chaleurdouce .Le prix d'une installation revient de 40 à 50 €/m²
2. Les chaudièresLa :chaudière à basse température
Elle permet de faire jusqu'à 20% d'économie par rapport à une chaudière gaz classique.Le prix d'une chaudière gaz basse température est de l'ordre de 3.000 à 6.000 €, un peu moinscher qu'une chaudière à condensation
La c :haudière à condensationElle ressemble à une chaudière classique à ceci près qu'elle va extraire davantage d'énergie àpartir de la combustion du gaz de ville.Le prix d'une chaudière gaz à condensation est de l'ordre de 4.000 à 7.000 €
La :chaudière à granulés de boisElle utilise du bois recompacté (pellets) comme combustible. Le système occupe un espace au solplus important que les autres solutions, mais il est écologique et économique.Le prix d'une chaudière à granulés de bois s'élève environ à 18.000 €.
Générateurs dechauffage I
Générateurs de chauffage
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3. Les pompes à chaleursLa :pompe à chaleur air-air
Elle extrait l'énergie thermique (calories) de l'air extérieur et les rejette dans la maison oul'appartement grâce à un ventilo-convecteur.Le prix d'une pompe à chaleur air-air est compris entre 6.000 et 10.000 €
La :pompe à chaleur air-eauElle reprend le même principe mais rejette la chaleur dans l'eau injectées dans le chauffagecentral.Le prix d'une pompe à chaleur air-eau est d'environ 12.000 €.
La p :ompe à chaleur géothermiqueElle extrait les calories du sol via un réseau de captage ou un forage et les transmet auchauffage central.Le prix d'une pompe à chaleur géothermique avoisine les 20.000 €.
4. Les poêlesLe (ou à granule) poêle à bois
Il permet de diviser vos factures de chauffage par deux, et ce pour un investissement abordable.Le bois est aussi l'énergie la moins chère du marché.Le prix d'un poêle à granulés de bois s'élève entre 3.000 € et 6.000 €.
La réglementation thermique RT2012
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A qui s'applique-t-elle ? 6 Les points clés à retenir 7
Les coefficients de la RT2012 8
La nouvelle réglementation thermique 2012 (dite « RT 2012 ») pose des objectifs ambitieux enmatière d'efficacité énergétique avec un maximum d'énergie consommée fixé à 50 kWhep/(m².an) enmoyenne.Elle impose des normes élevées en et de , mais ellematière d'isolation système énergétiqueexige aussi une dès la conception du projet avec des objectifs à atteindre enréduction des besoinsmatière de et de confort d'été.conception bioclimatique
1. A qui s'applique-t-elle ?Depuis le , il est nécessaire qu'elle soit prise en compte pour valider tout 1er janvier 2013
pour les bâtiments suivants :permis de construire * - p.21Bâtiments à usage d'habitationBureauxÉtablissements d'accueil de la petite enfanceBâtiments d'enseignement primaire et secondaire, Bâtiments universitairesd'enseignement et de rechercheHôtels, Restaurants, CommercesGymnases et salles de sports, y compris vestiairesÉtablissements de santé, Établissements d'hébergement pour personnes âgées etétablissements d'hébergement pour personnes âgées dépendantesBâtiments à usage industriel et artisanal (Article R111-20-6 du Code de la constructionet de l'habitation)
Remarque : Ne sont pas concernés par la RT2012- Constructions provisoires prévues pour une durée d'utilisation de moins de deux ans.- Bâtiments et parties de bâtiments dont la température normale d'utilisation est inférieure ou égaleà 12°C.- Bâtiments agricoles ou d'élevage.- Bâtiments ou parties de bâtiment destinés à rester ouverts sur l'extérieur en fonctionnementhabituel.- Bâtiments ou parties de bâtiment qui, en raison de contraintes spécifiques liées à leur usage,doivent garantir des conditions particulières de température, d'hygrométrie ou de qualité de l'air, etnécessitant de ce fait des règles particulières.- Bâtiments ou parties de bâtiment chauffés ou refroidis pour un usage dédié à un procédé industriel.
La réglementationthermique RT2012 II
La réglementation thermique RT2012
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2. Les points clés à retenirLa RT 2012 s'appuie sur le référentiel du Bâtiment Basse Consommation (ou label
pour définir les exigences de conception de tout bâtiment neuf à usageBBC-Effinergie )d'habitation soit un objectif de consommation énergétique maximale ( )CEPMAX * - p.20
en moyenne.de 50kWhep/m2.anL'enveloppe du bâti doit être performante afin de limiter les besoins en énergie : forte isolationthermique des parois opaques, des parois vitrées, des portes donnant sur l'extérieur.Ainsi, il sera donc nécessaire de surveiller les points suivants:
L'efficacité énergétique passive du bâti ( des parois donnant surIsolation renforcéel'extérieur, à l'air du bâti)bonne étanchéité- : Isolation combles : R 8 ; murs et sol : R 4La consommation énergétique du bâtiment ( et adaptée, ventilation efficace
énergétiques )équipements performantsT ute maison individuelle doit recourir à une source d'énergie renouvelable (EnR) pourola production d'eau chaude sanitaire (ou ECS)L’utilisation une source d'énergie renouvelable ( ) ou d'un système dit alternatifEnREnR
devant représenter au moins 5KWhep/m².an.Parmi les sources d'énergie renouvelable possibles :- les chaudières à bois ou les poêles à bois,- le raccordement à un réseau de par des EnR,chaleur alimenté- les capteurs et/ou solaires thermiques photovoltaïques.Quant aux systèmes alternatifs, vous avez le choix entre :- un chauffe-eau thermodynamique et une chaudière à micro-génération.Le confort d'été dans les bâtiments non climatisés(Tic) * - p.21
Afin d'améliorer la connaissance qu'a un utilisateur de sa consommation d'énergie, la RT 2012impose une série de dispositions permettant à l'utilisateur de connaître, estimer ou calculer sesconsommations.Pour les bâtiments à usage d'habitation :
Systèmes permettant de mesurer ou estimer la consommation d'énergie par logementInformation possible des occupants a minima mensuellementInformation par catégorie d'équipement : chauffage, refroidissement, ECS, prisesélectriques
Pour le tertiaireMesure ou calcul possible des consommations d'énergieChauffage et refroidissement : par 500 m² SURT ou par étage ou par tableau ou pardépart directPrises de courant et éclairage : par 500 m² SURT ou par étage ou par tableauPour la production d'ECSPar CTA de ventilationPar départ direct > 80 A
Texte légalArrêté du 26 octobre 2010 (Dernière modification 01 septembre 2016)
Complément : L'actualité de la RT2012Fiche d'application de l'ADEME et du CSTB.Grenelle de l'environnement et RT2012Le site : http://www.rt-batiment.fr
La réglementation thermique RT2012
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3. Les coefficients de la RT2012
La réglementation thermique 2012 exprime des exigences en énergie primaire.L'énergie finale (kWhEF) est la quantité d'énergie disponible pour l'utilisateur final.L'énergie primaire (kWhEP) est la consommation nécessaire à la production de cette énergie finale.
3.1. CepmaxIl s'agit du coefficient de consommation maximale d'énergie primaire du Logement.5 usages pris en compte :
de chauffage,de refroidissement,d'éclairage,de production d'eau chaude sanitaired'auxiliaires (pompes et ventilateurs).
Le Cepmax est modulé en fonction du type de bâtiment, de la localisation géographique, del'altitude, ...
La réglementation thermique RT2012
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Exemple de mise en œuvre des systèmes de production énergie
Complément : CEPmax modulé en fonction des zones géographiques
3.2. BbioLe (qui s'exprime en points) traduit le besoin en énergies de votre logement pour leBbiochauffage, l'éclairage et le refroidissement.La prise en compte de l'orientation bioclimatiques est imposée par la RT2012 par une valeur à
La réglementation thermique RT2012
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ne pas dépasser le Bbiomax.Plus vous aurez d'ouvertures au sud, moins vous aurez recours à vos lumières et au chauffage eninter-saison et plus votre isolation sera de qualité, moins vous aurez recours aux systèmes dechauffage.
Exemple : prévoir le garage au nord (espace tampon), l'orientation des baies vitrées ausud...
Le fixe une limitation du besoin en énergie pour les composantes liées au bâtiBbiomax(chauffage, refroidissement et éclairage).Il est modulé en fonction de :
la typologie du bâtimentsa localisation géographiquede son altitude.
3.3. TicLe T est la empérature ntérieure de onsigne.ic T i cIl correspond à la température maximale atteinte au cours d'une période de forte chaleur.C'est donc une exigence de confort d'été Tic, représentée par la température intérieure atteinteau cours d'une séquence de 5 jours chauds qui doit être inférieure à une température deréférence (Tic)
Chauffage électrique et RT2012
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Conception 11 Équipements performants 12
Que dit la norme ? 12 Installation 13
Thermostat et programmateur 14 Gestionnaire d'énergie.... 16
Les exigences de la RT 2012 oblige à s'équiper de systèmes éligibles.Pour installer du chauffage par radiateurs électriques, la conception du projet doit se réaliser avecdes équipements performants.La consommation conventionnelle maximale d'énergie primaire ne doit pas dépasser le coefficient «
» moyen en France de 50 kWh/(m².an)CepmaxCepmax
1. ConceptionLe chauffage par radiateurs électriques, s'il est le seul mode de chauffage au sein d'une maison,nécessite d'abord une bonne conception du bâti avec le respect de certains facteurs clés parmilesquels :- Les caractéristiques du terrain (pente, exposition, orientation solaire, ...),- l'implantation du bâti (forme, orientation des façades, ...),- un très bon niveau d'isolation de votre bâti qui vous permettra de profiter de faiblesconsommations annuelles,- l'organisation intérieure (étanchéité à l'air, éclairage naturel optimisé, ...).
Chauffage électriqueet RT2012 III
Chauffage électrique et RT2012
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2. Équipements performantsDes volets roulants motorisés.
Optimiser vos consommations avec une gestion centralisée et un horodateur crépusculaire.La première vous permet de programmer la fermeture et l'ouverture des volets aux horaires devotre choix et le second d'automatiser la fermeture et l'ouverture de vos volets selonl'ensoleillement et la saison,
Production de votre eau chaude
A partir d'une source d'énergie renouvelable : chauffe-eau thermodynamique individuel (CETI)ou chauffe-eau solaire individuel (CESI),
Intégration EnR
L'intégration de panneaux photovoltaïques vous permet d'augmenter votre « droit à consommer» de 12KWHep dans votre étude thermique.Cette production électrique pourra alors être consommée directement (« auto-consommation »).
Les systèmes de chauffage électrique compatibles avec la RT2012
- Le radiateur électrique à inertie, dernier né du chauffage électrique,- Le panneau rayonnant, permettant d'allier confort et chaleur.
3. Que dit la norme ?Le puissance totale en watts des équipements de chauffage est définie de façon à assurer en
Chauffage électrique et RT2012
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toutes circonstances une température d'au moins 18°C au centre des pièces.Les calculs de déperditions sont effectués pièce par pièce, selon les dispositions de la norme NFEN 12831, ou un logiciel spécialiséLa puissance du chauffage est dimensionnée selon les dispositions de la norme NF EN 14337pour les systèmes à effet joule. direct, et NF EN 12828 pour les installations à eau chaude.Les émetteurs muraux doivent porter la marque NF Electricité Performances catégorie C, 2étoiles ou 3 étoiles.Les appareils équipés d'un détecteur de présence et de fenêtre ouverte sont conseillés.Les convecteurs ne doivent pas être utilisés pour chauffer les zones de jour sauf les surfaces deservice inférieures à 9 m².Les radiateurs et panneaux radiants sont vivement conseillés pour les pièces de nuit (chambres)lorsque la surface est supérieures à 9 m².
Rappel : Mise en œuvreune boite de raccordement derrière chaque radiateur posée dans le murune alimentation électrique indépendante pour chaque radiateur jusqu'au tableau électriqueun coupe circuit disjoncteur pour chaque radiateur en aval du différentiel et du coupe circuitgénéral
4. InstallationSi on installe plusieurs radiateurs, la puissance totale est la somme des puissances de chaqueradiateur.Avec plusieurs sources de chaleur réparties, le confort thermique est meilleur car la chaleur estplus homogène.Il est conseillé d'installer au minimum un radiateur pour chaque surface de 20 m² en veillant àbien les répartir dans l'espace.Un dégagement sera aménagé à l'avant des appareils rayonnant et leur emplacement sera choiside façon à équilibrer les flux radiants.Dans la mesure du possible, on évitera les émetteurs de chaleur localisés dont la puissanceunitaire trop concentrée dépasse 1500 watts.
Choix de l'emplacement
On placera les radiateurs dans les zones les plus froides de la pièce :contre un mur froid donnant sur l'extérieur (mur non isolé, orienté au nord),au dessous ou à côté d'une fenêtre, d'une baie vitrée.
A défaut, les parois perpendiculaires à la paroi la plus froide peuvent convenir.Un radiateur ne doit pas être placé en face d'une zone froide. Cela est d'autant plus importantque le taux de rayonnement est élevé. ( )Évitez également les recoins ou les retours de porte.
Chauffage électrique et RT2012
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Exemple de disposition de radiateur
ConseilDans l'habitat ancien, placer un isolant thermique réflecteur entre la paroi et le radiateur. Les pertessur un mur mal isolé pouvant atteindre 10% de la puissance total de l'émetteur.L'espace devant un radiateur radiant doit être dégagé d'au moins un mètre (voir la notice
) mais il est préférable de laisser l'espace totalement libre.constructeurLaisser un espace d'environ 15 cm au dessus du plancher pour faciliter la convection.Pour des raisons d'efficacité, on ne placera pas deux radiateurs l'un en face de l'autre.
5. Thermostat et programmateurEn plus du thermostat électronique (Label NF catégorie B et C) qui assure une régulationprécise de la température ambiante, un système de programmation permet de définir des plages
pendant lesquelles la température de consigne est réduite.horaires * - p.19Abaissements de la température de consigne commandés par des ordres simples envoyésaux radiateurs selon un protocole dit "fil pilote" : Confort, Eco, Hors-gel, Arrêt, Confort-1°C et Confort -2°C.
Chauffage électrique et RT2012
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Signaux électriques sur le fil pilote - protocole GIFAM
Les ordres pilote peuvent être transmis par :le fil supplémentaire dit "fil pilote" qui relie chaque radiateur au tableau électrique (
présence 230Vac)Attentionune modulation dite "courant porteur" qui utilise les câbles du réseau électrique 230volts,les ondes radio.
Emplacement de la sonde d'ambiance
Éviter les courants d'air et les rayons du soleil qui tromperaient la mesure.Un thermostat d'ambiance ne doit pas être fixé sur un mur en contact avec l'extérieur, sous uneventilation ou trop près d'un éclairage.L'emplacement idéal est une zone neutre de la pièce à l'écart des radiateurs (2 mètres) et à unehauteur de sol d'environ 1,5 mètre.Lorsque le thermostat est embarqué sur le radiateur, il faut ménager un espace d'au moins 15cm sur le côté du bôitier de contrôle de façon à ne pas fausser la mesure
Complément : Sectionnement des fils pilotesLa norme NFC 15-100 qui fixe les règles concernant les installations électriques prescrit une coupuredes fils pilotes en laissant plusieurs possibilités.Dans le logement neuf, les disjoncteurs seront généralement de type 1P + N + CA, soit une phase,un neutre et un contact auxiliaire pour coupure du pilote.Dans un dispositif couplé avec un lien mécanique au disjoncteur du radiateur ou de façonindépendante et dans ce cas avec une étiquette sur laquelle est marqué en rouge "Attention fil piloteà sectionner" :
sur le tableau de répartition,à l'intérieur de la boîte de connexion encastrée au dos de l'appareil de chauffage,dans un dispositif général comprenant tous les interrupteurs du chauffage.
Chauffage électrique et RT2012
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6. Gestionnaire d'énergie....Le gestionnaire d'énergie pour chauffage électrique regroupe plusieurs fonctions pour optimiser
en énergie d'un habitat.la consommationIl assure une température constante et confortable selon les heures de la journée et les zones dulogement grâce à des fonctions de et de .programmation délestageDélestage
Simples d'utilisation et intelligents, certains gestionnaires permettent également un suivi desconsommations énergétiques via des graphiques et des comparatifs de données.Le gestionnaire d'énergie se révèle être un appareil complet et efficace pour piloter uneinstallation de chauffage tout en faisant des économies d'énergie.
Exemple de schéma d'application : Chauffage électrique + Poêle à pellets
Certains gestionnaire sont équipés de fonctions domotiques et permettent, depuis une tablette
Chauffage électrique et RT2012
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ou un smartphone,de retrouver les fonctions suivantes :pilotage du chauffage (mode Chaud/ froid, mode Auto/ Arrêt/ Absence/ dérogation),consultation des consommations du mois en cours ainsi que de l'historique des moisprécédents (Elec, gaz,...).
Exemple d'installation avec une passerelle domotique
Activité : Dimensionnement du plancher rayonnant électrique
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Réalisation de l'étude thermique 18
ObjectifsOn vous demande de dimensionner un plancher rayonnant électrique pour unappartement construit en 2015 situé à FÉCAMP (76 - Seine maritime).Caractéristiques :
Altitude : moins de 100mTempérature ambiante : 19 °CUne porte fenêtre de 2 m x 2,10 m (déperdition estimée à 3,78 W/°C)Renouvellement de l'air : 12 m3/hLes déperditions par les murs intérieures sont négligeables (mitoyen sur 2murs)
1. Réalisation de l'étude thermiqueConseilAvant de commencer l'étude, télécharger le dossier technique (cf. )DT_Projet_Chauffage_PRE.pdfdu projet
Cliquer ici pour réaliser l'activité en ligneLe résultat de votre évaluation vous sera renvoyé par mail dès la correction par le professeur.(cf. )Cour_Chauf_livr.pdfPour information : Vous devez fournir une adresse mail valide pour recevoir le résultat devotre activité.
Activité :Dimensionnement duplancher rayonnantélectrique
IV
Ressources annexes
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> Exemple de programmation de plages horaires en fonction del'occupation du logement
Ressources annexes
Contenus annexes
20
> Cepmax
Il s'agit du coefficient de consommation maximale d'énergie primaire du Logement.5 usages pris en compte :
de chauffage,de refroidissement,d'éclairage,de production d'eau chaude sanitaired'auxiliaires (pompes et ventilateurs).
Le Cepmax est modulé en fonction du type de bâtiment, de la localisation géographique,de l'altitude, ...
Exemple de mise en œuvre des systèmes de production énergie
Contenus annexes
Contenus annexes
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Complément : CEPmax modulé en fonction des zones géographiques
> Permis de construire
Le permis de construire est un qui donne les moyens àdocument administratifl'administration de vérifier qu'un projet de construction respecte bien les règlesd'urbanisme en vigueur. Ce document obligatoire pour les travaux de grande importancene doit porter que sur les biens immobiliers.Sont soumis à permis de construire tous les bâtiments neufs et les extensions debâtiments existants de plus de 20 m²
ExempleExemple de permis de construire
> Tic
Le T est la empérature ntérieure de onsigne.ic T i cIl correspond à la température maximale atteinte au cours d'une période de forte chaleur.C'est donc une exigence de confort d'été Tic, représentée par la température intérieureatteinte au cours d'une séquence de 5 jours chauds qui doit être inférieure à unetempérature de référence (Tic)
