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FORMATION BATIMENT DURABLE :
PASSIF ET (TRES)
BASSE ENERGIE
AUTOMNE 2015
Journée 7.1
De la théorie à la
pratique
Charline LANGEROCK
Cenergie cvba
Sur base de la présentation conçue par ECORCE sprl [email protected]
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
OBJECTIF(S) DE LA PRESENTATION
● Pouvoir jongler avec les valeurs chiffrées importantes relatives à la
performance énergétique des bâtiments pour :
N Poser des choix justes en phase d’esquisse sans pour autant
réaliser d’étude
N Identifier les paramètres d’influence
● Prendre du recul par rapport à une approche théorique
N Quels liens peut-on faire entre performance énergétique,
consommations réelles et impact environnemental?
N Comment se passent les choses en réalité? Le rôle des occupants
N Pour quelle stratégie opter et pourquoi?
2
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
TABLE DES MATIERES
ORDRES DE GRANDEUR
BESOINS THEORIQUES ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
STRATEGIES POUR L’AVENIR
3
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
ORDRES DE GRANDEUR
Tableau des ordres de grandeur
4
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
ORDRES DE GRANDEUR
Tableau des ordres de grandeur
Tableau des ordres de grandeur
5
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
ORDRES DE GRANDEUR
Tableau des ordres de grandeur
Tableau des ordres de grandeur
6
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
ORDRES DE GRANDEUR
Tableau des ordres de grandeur
Tableau des ordres de grandeur
7
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
ORDRES DE GRANDEUR
Tableau des ordres de grandeur
Tableau des ordres de grandeur
8
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
ORDRES DE GRANDEUR
Tableau des ordres de grandeur
Tableau des ordres de grandeur
9
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
ORDRES DE GRANDEUR
Tableau des ordres de grandeur
Tableau des ordres de grandeur
10
Source : écorce
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
ORDRES DE GRANDEUR
Tableau des ordres de grandeur
Tableau des ordres de grandeur
11
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
ORDRES DE GRANDEUR
Tableau des ordres de grandeur
Tableau des ordres de grandeur
12
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ORDRES DE GRANDEUR
Encodage PHPP: Conception/Dimensionnement/Certification:
encodage sécuritaire/encodage règlementaire
Tableau des ordres de grandeur Ordres de grandeur concernant le logement
13
Source : Passiefhuis Platform
Parametre Encodage - avant projet Encodage - certification Encodage - dimensionnement
conditions d'utilisation standards
= vérification des exigences conditions d'utilisation défavorables
= calcul des puissances
Uvitrage 0,6 W/m²K réel réel
Uchassis 0,8 W/m²K réel réel
valeur g vitrage 0,5 réel réel
ψespaceur 0,045 W/mK réel réel
ψmise en oeuvre 0,05 W/mK réel réel
n50 0,649 vol/h réel réel
ηPAC si prévu: 50% réel réel
ηRC 75% réel réel
apports internes 78/ASRE + 2,1 W/m² 78/ASRE + 2,1 W/m² réel
ombrage valeurs par défaut Vademecum valeurs par défaut ou ou réelles valeurs réelles ou pessimistes
murs mitoyens pas de surface de déperdition pas de surface de déperdition marge de sécurité à prévoir
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
TABLE DES MATIERES
ORDRES DE GRANDEUR
BESOINS THEORIQUES ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL
Impact environnemental
Différence entre consommation théorique et réelle
Confronter la théorie aux résultats de terrains
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
STRATEGIES POUR L’AVENIR
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
BESOINS & IMPACT ENV. – IMPACT ENVIRONNEMENTAL 15
● Cas A: Habitation de standing
N 300 m²
N Passive (15 kWh/m²an)
N Chauffage électrique
● Cas B: Habitation standard
N 160 m²
N Très basse énergie (30 kWh/m²an)
N Chaudière au bois
● Cas C: Logement social
N 90 m²
N Basse énergie (60 kWh/m²an)
N Chaudière au gaz naturel
Quel cas présente le moindre impact environnemental ?
Consommation annuelle de chauffage en énergie primaire dans trois
cas:
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Hypothèses de calcul
N Nombre d’occupants identique pour les différents cas
N Besoin de chauffage uniquement (pas prise en compte ECS)
N Rendement global de l’installation
N Facteurs de conversion en énergie primaire et pour le CO2 émis
N Attention! Facteur de conversion EP bois passe de 0,32 à 1 au 1/1/2016
BESOINS & IMPACT ENV. – IMPACT ENVIRONNEMENTAL 16
Combustible CO2 émis
[kg/kWh Efinale]
Conversion du
combustible
kWhEprim/kWhEfinale
Gaz naturel 0,217 1
Biomasse 0 0,32
Electricité 0,395 2,5
Combustible Rendement
Gaz naturel 0,85
Bois 0,68
Electricité ~1
Source : Arrêté ministériel de la RBC. Moniteur Belge du 05/09/2008, 46298
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BESOINS & IMPACT ENV. – IMPACT ENVIRONNEMENTAL 17
Cas Superficie
[m²]
Type de
chauffage
Besoin
chauffage
[kWh/m²an]
Besoin
chauffage
[kWh/an]
Energie
finale
[kWh/an]
Energie
primaire
[kWh/an]
CO2 émis
[kg/an]
Cas A 300 Electricité 15 4500 4500 11250 1778
● Cas A: Maison de standing
N 300 m²
N 15 kWh/m²an
N Chauffage électrique
? : 1
(rendement élec) X 2,5
(fact. Conversion EP)
X 0,395 (fact. Émission de CO2)
● Cas C: Logement social
N 90 m²
N 60 kWh/m²an
N Chaudière au gaz naturel
● Cas B: Maison standard
N 160 m²
N 30 kWh/m²an
N Chaudière au bois
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BESOINS & IMPACT ENV. – IMPACT ENVIRONNEMENTAL 18
Cas Superficie
[m²]
Type de
chauffage
Besoin
chauffage
[kWh/m²an]
Besoin
chauffage
[kWh/an]
Energie
finale
[kWh/an]
Energie
primaire
[kWh/an]
CO2 émis
[kg/an]
Cas A 300 Electricité 15 4500 4500 11250 1778
Cas B 160 Bois 30 4800 7059 2259 0 ?
● Cas A: Maison de standing
N 300 m²
N 15 kWh/m²an
N Chauffage électrique
● Cas C: Logement social
N 90 m²
N 60 kWh/m²an
N Chaudière au gaz naturel
● Cas B: Maison standard
N 160 m²
N 30 kWh/m²an
N Chaudière au bois
: 0,68 (rendement bois)
X 0,32 (fact. Conversion EP)
X 0 (fact. Émission de CO2)
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BESOINS & IMPACT ENV. – IMPACT ENVIRONNEMENTAL 19
Cas Superficie
[m²]
Type de
chauffage
Besoin
chauffage
[kWh/m²an]
Besoin
chauffage
[kWh/an]
Energie
finale
[kWh/an]
Energie
primaire
[kWh/an]
CO2 émis
[kg/an]
Cas A 300 Electricité 15 4500 4500 11250 1778
Cas B 160 Bois 30 4800 7059 2259 0
Cas C 90 Gaz naturel 60 5400 6353 6353 1378
● Cas A: Maison de standing
N 300 m²
N 15 kWh/m²an
N Chauffage électrique
● Cas C: Logement social
N 90 m²
N 60 kWh/m²an
N Chaudière au gaz naturel
● Cas B: Maison standard
N 160 m²
N 30 kWh/m²an
N Chaudière au bois
: 0,85 (rendement gaz)
X 1 (fact. Conversion EP)
X 0,217 (fact. Émission de CO2)
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BESOINS & IMPACT ENV. – IMPACT ENVIRONNEMENTAL 20
Conso EF minimum (chauffage)
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Cas C
Cas B
Cas A
Avant le 1/1/2016
Après le 1/1/2016
Emissions de CO2 minimum
(chauffage)
Consommation EP minimum
(chauffage)
Cas C
Cas B
Cas A
Cons. chauffage EF[kWh/an]
Cons. chauffage EP[kWh/an]
CO2 émis pour lechauffage [kg/an]
CAS A
CAS B
CAS C
Conso EF minimum (chauffage)
Emissions de CO2 minimum
(chauffage)
CAS A
CAS B
CAS C
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Cas C
Cas B
Cas A
Consommation EP minimum
(chauffage)
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
BESOINS & IMPACT ENV. – IMPACT ENVIRONNEMENTAL 21
Cas Superficie
[m²]
Besoin chauffage
[kWh/m²an]
Energie finale
[kWh/an]
Energie
primaire
[kWh/an]
CO2 émis
[kg/an]
Maison de standing
passive, chauf. électrique 300 15 4500 11250 1688
Maison standard TBE,
chauf. bois 160 30 7059 7059 0
Logement social BE,
chauf. gaz naturel 90 60 6353 6353 1283
Studio pas isolé (K150),
mitoyen, chauf. gaz
naturel
40 130 6500 6500 1411
L’impact environnemental du studio pas isolé est du même ordre de grandeur que
pour le bâtiment BE. Si on considère le nombre d’occupants, l’impact énergétique
du logement social (4 pers.) est deux fois moindre que celui du studio (2 pers.).
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
● La consommation annuelle en énergie primaire d’un ménage
dépend aussi fortement de la consommation en combustible destiné
au transport (choix d’un véhicule peu consommateur, proximité
domicile-travail, etc).
BESOINS & IMPACT ENV. – IMPACT ENVIRONNEMENTAL 22
● La consommation annuelle de chauffage en énergie primaire dans
un ménage dépend fortement:
N du vecteur énergétique utilisé pour chauffer l’habitation
N de la taille de l’habitation
Il serait très facile d’isoler le studio pour atteindre le standard
passif !
Émission voiture
gCO2/km
Équivalent km de 1500kg
CO2 annuel
100 15000
120 12500
150 10000
200 7500
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
TABLE DES MATIERES
ORDRES DE GRANDEUR
BESOINS THEORIQUES ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL
Impact environnemental
Différence entre consommation théorique et réelle
Confronter la théorie aux résultats de terrains
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
STRATEGIES POUR L’AVENIR
23
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
BESOINS & IMPACT ENV. – CONSOM. TH & REELLE 24
● Différence entre consommation théorique et réelle
N Consommation = Besoin théorique/rendement de l’installation
N Rendement = ηprod * ηdist * ηémis * ηrég
N Importance de:
• choix des systèmes et de la qualité de la mise en œuvre
• systèmes de régulation pour assurer le confort thermique au bon
endroit et au bon moment Ne pas émettre du chaud et du froid
dans un même local en même temps
• l’entretien des systèmes (surconsommation due à l’encrassement)
• la mise en route et le suivi de l’installation
Ne pas perdre le bénéfice de l’enveloppe passive !
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
BESOINS & IMPACT ENV. – CONSOM. TH & REELLE 25
● Différence entre consommation théorique et réelle:
application au projet Batex Aeropolis
N Bureaux, surface = 7388 m²
N Besoin annuel de chauffage = 8,9 kWh/m²an
N Murs extérieurs: 22,5 cm d’isolant λ = 0,021 W/mK
N Si 20% de surconsommation liée à une mauvaise gestion du
système de chauffage
Production totale de chaleur 10,7 kWh/m²an
Cela équivaut à réduire l’épaisseur d’isolant de 6cm
Importance d’une bonne gestion des systèmes !
040
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
TABLE DES MATIERES
ORDRES DE GRANDEUR
BESOINS THEORIQUES ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL
Impact environnemental
Différence entre consommation théorique et réelle
Confronter la théorie aux résultats de terrains
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
STRATEGIES POUR L’AVENIR
26
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
BESOINS & IMPACT ENV. – THEORIE ET TERRAIN 27
Source : Feist et al., CEPHEUS Final technical report, 2001
Le projet de Recherche CEPHEUS
(http://www.cepheus.de/) a suivi
221 logements passifs construits
dans 5 pays européens.
● Différence entre consommations théorique et réelle
Confronter les résultats théoriques aux résultats du terrain
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
BESOINS & IMPACT ENV. – THEORIE ET TERRAIN 28
● Mesures des valeurs n50 pour les 14 projets (moyenne par projet sur les
bâtiments « as-built »)
N 8 projets avec n50 ≤ 0,6h-1 et 1 projet avec n50 = 0,61h-1
N 2 projets avec n50 ≈ 1
N 3 projets avec des valeurs n50 élevées (écartés de l’étude)
Source : Feist et al., CEPHEUS Final technical report, 2001
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
BESOINS & IMPACT ENV. – THEORIE ET TERRAIN 29
Source : Feist et al., CEPHEUS Final technical report, 2001
Pourquoi?
Calcul BNC PHPP: - Apports internes fixes: 78/Asre + 2,1
W/m²
- Climat théorique: Brussels IWEC
- Température intérieure: 19 ou 20°C
- etc.
● La consommation annuelle de chauffage est supérieure à la valeur
calculée dans le PHPP.
(Les valeurs présentées sont des moyennes par projet des consommations des différents logements composant le projet.)
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
BESOINS & IMPACT ENV. – THEORIE ET TERRAIN 30
Source : Feist et al., CEPHEUS Final technical report, 2001
Dans les cas 09-Kuchl
and 11-Horn, les
consommations réelles
sont significativement
supérieures.
● La consommation annuelle pour la production d’eau chaude sanitaire
correspond globalement à la valeur de référence (25l/pers. par jour à
60°C).
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
BESOINS & IMPACT ENV. – THEORIE ET TERRAIN 31
● La consommation annuelle d’électricité domestique est comparée à une
valeur de référence statistique régionale (valeur sans chauffage ni
ECS).
Un programme de réduction des
consommation électriques était
organisé:
N Appareils performants
N Informations et conscientisation
des occupants
N Incitation financière (prime si
consommation <18kWh/m²an)
Source : Feist et al., CEPHEUS Final technical report, 2001
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
TABLE DES MATIERES
ORDRES DE GRANDEUR
BESOINS THEORIQUES ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
STRATEGIES POUR L’AVENIR
32
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CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Centre ville-Verviers
● Bureaux 106 m²
● Neuf
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Source : FHW, architectes
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CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL 34
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL 35
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Compacité 2.3
● Parois
36
Source : FHW, architectes
Toitures :
40 cm de cellulose
Façades :
35 cm de cellulose
Fenêtres :
châssis passifs
+ triple vitrage
Plancher :
40 cm de cellulose
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Minimisation ponts thermiques
● n50 : 0,57 vol/h
● VMC
37
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Système de chauffage: batterie électrique
38
Source : FHW, architectes
Puissance : 2 kW
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Moyens d’éradication des surchauffes: le by-pass
39
Source : FHW, architectes
EXTE
RIE
UR
INTE
RIE
UR
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Moyens d’éradication des surchauffes: le puits canadien
40
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Moyens d’éradication des surchauffes: la ventilation naturelle
41
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL 42
Source : FHW, architectes
● Moyens d’éradication des surchauffes: les protections solaires
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL 43
Source : FHW, architectes
Extérieur :
Température
Humidité relative
Rez-de-chaussée :
Température
Humidité relative
3ème plateau :
Température
Humidité relative
5ème plateau :
Température
Humidité relative
● Monitoring: prises de mesures
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL 44
Source : FHW, architectes
Température extérieure Mai
Température 3ème palier
Température 5ème palier
Température rez-de-chaussée
● Monitoring: résultats en températures
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Monitoring: observations
N 1° constatation: résultats différents selon les étages
N Causes possibles ?
• RDC :
∙ Apports internes faibles (salle de réunion)
∙ Apports solaires faibles et déperditions
plus élevées (local fortement vitré au N)
• ETAGES :
∙ Stratification: air chaud monte
∙ (pas de cloisonnements)
∙ Apports solaires plus élevés (ouvertures ou N
et au S)
∙ Apports internes plus élevés (bureaux)
N Améliorations possibles ?
∙ Emplacement des serveurs
∙ Cloisonnement RDC
∙ Recyclage d’air de ventilation
45
Hiver :
Eté :
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Monitoring: observations
N 2° constatation : séquences journalières
• De 8h à 17h : T°
• De 17h à 8h : T°
N Causes possibles ?
• Apports solaires et internes absents la nuit
N 3° constatation : amortissement des T°
• Les T° min et max varient peu
• Moins marqué à l’intérieur qu’à l’extérieur
• Plus marqué au 5ème
N Causes possibles ?
• Plus de surfaces de déperdition
46
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Monitoring: observations
N 4° constatation : séquence we/semaine
• Hiver: descente progressive en température
• Eté: séquence journalière moins marquée le we
N Causes possibles ?
• Apports solaires maintenus en été
47
Hiver Eté
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Monitoring: observations
N 5° constatation: surchauffes
48
Extérieur :
2,15 % du temps
au-delà de 25°C
Rez-de-chaussée :
0,95% du temps
Au-delà de 25°C
3ème plateau :
19,51% du temps
au-delà de 25°C
5ème plateau :
17,40% du temps
au-delà de 25°C
Limite conseillée :
5% du temps
au-delà de 25°C
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Monitoring: observations
N 5° constatation: surchauffes
N Améliorations possibles:
• Diminuer les apports internes (nombre d’occupants – ordinateurs
portables)
• Optimiser le rafraichissement nocturne (automatisation)
• Protection solaire sur la verrière
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL 50
Mois de mai HR extérieure
HR rez-de-chaussée HR 3ème palier
HR 5ème palier
● Monitoring: résultats en humidité relative
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
● Monitoring: humidité relative moyenne
N 1° constatation: résultats différents selon les étages
N Cause possible ?
• Température plus basse au RDC
51
Source : FHW, architectes
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
TABLE DES MATIERES
ORDRES DE GRANDEUR
BESOINS THEORIQUES ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
STRATEGIES POUR L’AVENIR
Energie
Utilisateur
Approche financière
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FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – ENERGIE
● Réduire les besoins en énergie au maximum
N Construction neuve: Privilégier le passif
N Rénovation: viser le BE ou TBE.
N Quid de la rénovation passive ?
● Approche globale des besoins énergétiques
N chaud
N froid
N électriques
53
La meilleure énergie est celle que l’on ne consomme pas
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – ENERGIE
● Anticiper l’évolution
54
Construire aujourd’hui à la hauteur des exigences de demain
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – ENERGIE
● Exemple d’une rénovation de façade
● Exemple d’un remplacement de châssis
55
Ne pas tuer le gisement énergétique en rénovation
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
● Exemple d’une rénovation de façade: cas du crépi
La mesure est nécessaire (peinture abîmée, fissurée, etc)
N Rénovation simple sans isolation (crépi – peinture)
N Crépi sur isolant λ = 0,032W/m²K teinté dans la masse :
10, 20 ou 40 cm d’épaisseur?
STRATEGIES POUR L’AVENIR – ENERGIE 56
Quelle épaisseur?
Source : http://www.passiv.de/downloads/05_wirtschaftlichkeit_wdmgb2005.pdf
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – ENERGIE
● Exemple d’une rénovation de façade: application chiffrée au projet Batex
LOOSSENS
N Duplex n°2 (105m² au sol)
N 123m² de façade pour le duplex n°2
N Chauffage au gaz naturel (coût de l’énergie 7,6c€/kWh source: renouvelle n°34, mai 2011)
N Utoit=0,2 W/m²K
N n50=0,6vol.h-1
57
016
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – ENERGIE 58
016 ● Exemple d’une rénovation de façade: application chiffrée au projet Batex
LOOSSENS
N Un isolant plus épais est à peine plus cher
N Une part importante des coûts d'investissement est fixe : l'échafaudage
(10€/m²), un nouvel enduit, l'ajustement des détails, une peinture
éventuelle, etc.
N Si on veut améliorer l'isolation "plus tard", il faudra repayer les coûts
fixes. Ce n'est alors quasiment jamais rentable
Il ne faut pas économiser sur l’épaisseur d’isolant !
U paroi
Besoin
chauffage
Besoin
annuel
chauffage
Coût
chauffage
Economie
Coût
mesure
(avec éch.)
Coût mesure
Temps
retour
simple
Cas W/(m²K) kWh/m²an kWh/an €/an €/an € /m² (HTVA) € (TVAC) an
Crépi seul 2,93 286 30 030 2685 0 40 6995
10cm 0,29 25 2626 235 2450 120 18927 7,7
20cm 0,16 15 1575 141 2544 135 21164 8,3
40cm 0,08 5 527 47 2638 165 25639 9,7
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – ENERGIE
● Exemple de remplacement de châssis: application chiffrée au projet
Batex RSM
N Appartement n°2 (72,5m²)
N On considère seulement la rénovation des fenêtres (châssis bois +
vitrage) La maison n’est pas encore isolée
N La surface des fenêtres est de 24m²
N Le renouvellement d’air est fixé à 3 vol/h
N L’appartement est chauffé par une chaudière au gaz naturel (coût
du gaz naturel 7,6c€/kWh source: renouvelle n°34, mai 2011)
59
099
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – ENERGIE
● Exemple de remplacement de châssis: application chiffrée au projet Batex
RSM
N Le temps de retour simple (ratio du coût de l’installation sur l’économie
réalisée en 1 an grâce à la mesure prise) est calculé pour différents cas:
• Remplacement des châssis « simple vitrage » par des « double »: SVDV
• Remplacement des châssis « simple vitrage » par des « triple »: SVTV
• Remplacement des châssis « double vitrage » par des « triple »: DVTV
60
099
Uw
(châssis bois
+ vitrage)
Coût
mesure
Besoin annuel
chauffage
Coût annuel
chauffage
Coût
mesure
Temps de
retour
simple
SV
DV ou TV
Temps de
retour
simple
DV TV
W/(m²K) €/m² kWh/m²an € € an an
Simple vitrage 4,94 286 1886
Double vitrage
performant 1,35 450 211 1368 10 684 22
Triple vitrage 0,84 700 201 1303 16 620 30 256
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – ENERGIE
● Exemple de remplacement de châssis: application chiffrée au projet
Batex RSM
N Le temps de retour du passage du simple au double vitrage est
d’environ 20 ans
N S’il l’on s’en tient au calcul du temps de retour, on va choisir la
première option
N Le remplacement de châssis « double vitrage » par des « triple
vitrage » n’est pas économiquement rentable (même dans 20 ans)
Pourquoi ne pas anticiper et installer directement du triple vitrage?
61
099
22 30
256
0
50
100
150
200
250
300 Temps de retour [an]
SV-->DV
SV-->TV
DV-->TV
Source : écorce
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TABLE DES MATIERES
ORDRES DE GRANDEUR
BESOINS THEORIQUES ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
STRATEGIES POUR L’AVENIR
Energie
Utilisateur
Approche financière
62
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – UTILISATEUR
● Privilégier l’intelligence de l’utilisateur à l’automatisation
● Privilégier le confort et l’utilisateur
● KISS – Keep It Simple and Stupid
● Privilégier le LOW TECH
L’utilisateur définit clairement ses besoins en termes d’horaire et de
confort sans généralisation de situations exceptionnelles.
L’exploitant technique garantit l’application des consignes de
l’utilisateur et assure un fonctionnement correct de l’installation pour
satisfaire les besoins avec la juste consommation.
63
Mettre l’utilisateur au centre de la conception
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TABLE DES MATIERES
ORDRES DE GRANDEUR
BESOINS THEORIQUES ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL
CONFORT THEORIQUE ET COMPORTEMENT REEL
STRATEGIES POUR L’AVENIR
Energie
Utilisateur
Approche financière
64
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Evolution du coût de l’énergie
65
Source : Bureau du Plan – Plan.be – Perspectives économiques 2011 – 2016 – Mai 2011
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Evolution du coût de l’électricité en Région bruxelloise
66
Consommateur type correspondant à un ménage moyen (3500 kWh/an –
1600kWh heure pleine + 1900 kWh heure creuse)
Source : BRUGEL – Observatoire des prix de l’électricité et du gaz – Région de Bruxelles Capitale – 3ème trimestre 2011
0,207 €/kWh
0,174 €/kWh
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Evolution du coût du gaz naturel en Région bruxelloise
67
Consommateur médian (12728 kWh/an)
0,082 €/kWh
0,063 €/kWh
Source : BRUGEL – Observatoire des prix de l’électricité et du gaz – Région de Bruxelles Capitale – 3ème trimestre 2011
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Evolution du coût du Mazout en Belgique
68
Evolution du prix « All-in » du mazout (2175 l /an) et du gaz (23260 kWh/an)
0,804 €/l
0,069 €/kWh
Source: CREG – Evolution des prix du gaz naturel sur le marché résidentiel, octobre 2011
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Evaluation de la rentabilité d’un projet
N Comparaison des investissements supplémentaires consentis pour
atteindre le standard passif avec les économies que ces
investissements permettront de réaliser dans le futur
• Isolation thermique, Réduction des ponts thermiques
• Herméticité des châssis et vitrages plus performants
• Système de récupération de chaleur
• Test blower-door et études spécifiques
N Méthodes d’évaluation de la rentabilité du projet:
• Temps de retour
• Méthode d’actualisation: Si les économies réalisées dépassent le
surcoût consenti à la construction, l’investissement est jugé rentable.
Mais:
∙ Durée d’utilisation ?
∙ Taux d’actualisation de l’investissement ?
69
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Evaluation de la rentabilité d’un projet
N Temps de retour
TRS = Temps de retour simple (ans)
= investissement / économies d’énergie
Ne tient pas compte de l’augmentation du prix de l’énergie
TRE = Temps de retour élaboré (ans)
= investissement / économies d’énergie
Tient compte de l’augmentation du prix de l’énergie
70
Source: Etude Couts-Bénéfices Brussels Eurofins, Cenergie
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Méthode d’actualisation:
Calcul de la valeur actualisée nette (VAN): c’est la différence entre gains et
dépenses, les flux financiers futurs sont actualisés en euros actuels.
Où:
• C0 est l’investissement initial (sortie de liquidité en date 0)
• N est la durée économique de l’investissement (Ici 30 ans)
• Ci sont les flux de liquidités sur les N périodes à venir
• r est le taux d’actualisation, fonction de:
∙ Inflation
∙ Taux d’intérêt nominal (taux du prêt ou rendement financier d’un placement)
• le taux réel r est (1+r)=(1+rn)/(1+p) (p est le taux d’inflation et rn est le
taux d’intérêt nominal)
• Indexation du cout de l’énergie:
∙ 3 à 6% pour les énergies fossiles,
∙ 5 à 10% pour la biomasse,
∙ 1 à 3% pour l’électricité
71
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex GREENIMMO
Cas considérés:
N Construction de 16 logements collectifs – Surface totale 1726 m²
N Evaluation de la rentabilité dans 2 cas:
• Cas de base: standard (PEB) – besoin annuel de chauffage = 80
kWh/m²an
• Passif – besoin annuel de chauffage = 14 kWh/m²an
72
031
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex GREENIMMO
Hypothèses financières:
N Evaluation du coût total hors systèmes
N Les primes et déductions fiscales ne sont pas considérées
N On suppose que le maître d’ouvrage emprunte la totalité de
l’investissement sur 20 ans à un taux de 5%
N Taux d’inflation = 2%
N Les coûts de l’énergie sont indexés de 3,5% par an
N Le surinvestissement est considéré comme la différence entre les
coûts de construction du cas standard et les coûts de construction
du cas passif.
73
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex GREENIMMO
N Comparaison des coûts de construction
74
Standard Passif Différences
€ € Standard Passif
Gros-œuvre 568 389 622 559
Isolation de toiture 10 cm
résol
Pas de test Blower-door
Isolation de toiture 30 à 48 cm
résol
Test Blower-door
Charpenterie 114 593 121 490 Isolation derrière
fibrociment 5cm
Isolation derrière
fibrociment 15 cm
Menuiseries extérieures 182 727 221 379 Châssis à 400€ HTVA/m² et
pas de porte passive Châssis à 550 € HTVA/m²
Menuiseries intérieures 236 086 236 086
Ferronnerie 98 393 98 393
Crépi et cimentage 112 482 137 501 Isolation 8 cm en façade et
5 cm en plafond
Isolation 33 cm en façade et 15
cm en plafond
Couverture 42 921 42 921
Plafonnage 75 749 75 749
Chapes et carrelage 136 805 138 843 Isol. de plancher 10 cm Isol. de plancher 25 cm
Sous-total HTVA 1 568 144 1 694 921
Total TVAC (21%) 1 897 454 2 050 855 +8,08%
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex GREENIMMO
N Résultats
75
Indicateurs financiers Passif
Temps de retour sur investissement
(dynamique) 25
VAN 20 ans -44348,5345
VAN 25 ans -4008,36347
TRI (25 ans) 3,12 %
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex GREENIMMO
N Résultats
76
-200.000 €
-150.000 €
-100.000 €
-50.000 €
0 €
50.000 €
100.000 €
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Vale
ur
act
ualisé
e n
ette [
€]
Durée [ans]
Valeur actualisée nette de l'investissement
Source : écorce
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex RSM
Cas considérés:
N Rénovation de 3 appartements – Surface totale 378 m²
N Besoin de chauffage (sans rénovation) = 700 kWh/m²an
N Evaluation de la rentabilité dans 2 cas:
• Standard (PEB) – besoin annuel de chauffage = 40 kWh/m²an
• Basse énergie – besoin annuel de chauffage = 26 kWh/m²an
77
099
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex RSM
Hypothèses financières:
N Evaluation du coût total de la rénovation hors frais divers (frais
d’architecte, stabilité, coordination sécurité)
N Les primes et déductions fiscales ne sont pas considérées
N On suppose que le maître d’ouvrage emprunte la totalité de
l’investissement sur 20 ans à un taux de 5% dans les 2 cas
N Le taux d’inflation = 2%
N Les coûts de l’énergie sont indexés de 3,5% par an
78
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex RSM
N Comparaison des coûts d’investissement
79
Standard Basse énergie
€ €
Installation de chantier/démontages 16 000 16 000
Gros œuvre 16 000 16 000
Toiture 10 000 12 000
Menuiserie extérieure 20 000 30 000
Parachèvements 45 000 69 000
Menuiserie intérieure 80 000 80 000
Sanitaire 40 000 40 000
Electricité 35 000 35 000
Chauffage 50 000 60 000
Sous-total HTVA 312 000 358 000
Total TVAC (6%) 330 720 379 480
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex RSM
N Résultats
80
Indicateurs financiers Standard Basse énergie
Temps de retour sur investissement
(dynamique) 19 31
VAN 20 ans 20892 -169215
VAN 25 ans 139013 -96398
TRI (25 ans) 5,87% 1,36%
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Exemple: application chiffrée au projet Batex RSM
N Résultats
81
-500.000 €
-400.000 €
-300.000 €
-200.000 €
-100.000 €
0 €
100.000 €
200.000 €
300.000 €
400.000 €
500.000 €
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Vale
ur
act
ualisé
e n
ette [
€]
Durée [ans]
Valeur actualisée nette de l'investissement
Standard
Basse énergie
Source : écorce
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STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Projet non rentable mais économiquement intéressant
N Au niveau du cout d’investissement initial
N Au niveau des factures énergétiques
N Au niveau de la valeur résiduelle du bâtiment
N Exemple:
82
Le temps de retour n’est pas le seul critère de choix
Source: Etude Couts-Bénéfices Brussels Eurofins, Cenergie
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
STRATEGIES POUR L’AVENIR – APPROCHE FINANCIERE
● Projet non rentable mais économiquement intéressant
N Au niveau du cout d’investissement initial
N Au niveau des factures énergétiques
N Au niveau de la valeur résiduelle du bâtiment
● Ne pas fonder les choix sur l’unique aspect financier !
N Bénéfice non chiffrable : le désir de confort pour l’utilisateur
• Température agréable toute l’année,
• Air sain, pas de courants d’air
• Pas de condensation
N Plaisir, satisfaction, fierté d’utiliser de manière rationnelle les
ressources non renouvelables de la planète (énergie, matériaux)
=> Acte citoyen en direction du développement durable
83
Le temps de retour n’est pas le seul critère de choix
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CE QU’IL FAUT RETENIR DE L’EXPOSE
● Respecter un standard énergétique exigeant n’est pas une fin en
soi. Outre le calcul de performance standardisé, un bâtiment doit
être régulé, optimisé pour répondre aux besoins programmatiques,
d’occupation et de confort des occupants tout en limitant son impact
sur l’environnement.
● Pour concevoir un bâtiment performant, il n’y a pas une démarche
unique à préconiser. Selon les motivations de vos interlocuteurs,
l’accent peut être mis sur l’un, l’autre ou plusieurs aspects à
pondérer …
● Il est nécessaire d’aborder la question énergétique globalement, en
tenant compte de tous les aspects connexes.
84
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
CONTACT 85
Charline LANGEROCK
Conseillère en construction durable
: 02/513.96.13
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
86
?
FORMATION « bâtiment durable : PASSIF ET (TRES) BASSE ENERGIE » - IBGE - automne 2015
87
MERCI POUR VOTRE ATTENTION