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Le confort d’été en construction bois Alain CASTELLS
AMO/BET Energie Environnement – ADDENDA Mercredi 5 Novembre 2014 – 15h00
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Domaines d’intervention
URBANISME ET AMENAGEMENT DURABLE Schéma Directeur d’Aménagement, Etude faisabilité, Étude du Potentiel Environnemental d’un Site, Conception d’Eco-quartiers, AEU, …. Programmation Urbaine, Architecturale, Environnementale et Paysagère, Programmation Fonctionnelle et Technique, Dossier de création, Analyse des Esquisses d’Aménagement, aide à la sélection,
ASSISTANCE A MAÎTRISE D’OUVRAGE Aide à la décision du programme à la sélection du Lauréat,
Aide à la conception de l’ensemble des phases de MOE, Aide à la réalisation, de la préparation à la réception
Aide à l’exploitation du lancement à 3 ans après réception Certification HQE®, H&E, BREEAM, Certification expérimentale,…
ASSISTANCE A MAÎTRISE D’OEUVRE Assistance à la conception en concours de MOE, Conception technique de l’APS au PRO/DCE, et à l’ACT, Suivi réalisation technique (VISA, préparation, DET, AOR), Assistance durant la levée des réserves et 1ére année PA,
GARANTIE DE RESULTAT ENERGETIQUE Simulation Thermique Dynamique (25 ans d’expérience, 4 millions m²)
Audit Energétique, DPE, GPEI, GRE (Garantie de résultat), Commissioning (validation de l’enveloppe et des installations),
tous calculs (FLJ, CFE, éclairage artificiel, eau, déchets, … Lux
Sté ADDENDA
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Le confort d’été • Définition du confort …. et du confort d’été (constat de
l’influence des paramètres physiques), • Les réglementations et leurs évolutions, • Les paramètres architecturaux et techniques qui
influence le confort d’été, … et notamment en construction bois
• Deux exemples de réalisation : • Siège d’ECOCERT à l’Isle Jourdain • Bâtiment BURO CLUB à Albi
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La notion de confort
Définition et paramètres
Satisfaction ou une insatisfaction selon : • leur sexe, leur âge, leur activité, leur habillement, • l’homogénéité thermique de l’ambiance dans laquelle on se trouve, • les phénomènes transitoires auxquels on est soumis (entrée dans un bâtiment, passage d’une
ambiance intérieure à une autre, évolution / fluctuation des paramètres hygrothermiques dans le temps)
Selon la certification HQE® Le confort hygrothermique est relatif à la nécessité de dissiper la puissance métabolique du corps humain par des échanges de chaleur sensible et latente (évaporation d’eau) avec l’ambiance dans laquelle il se trouve.
Réactions purement physiologiques de l’individu (thermorégulation) + réactions d’ordre psychosociologique, liées à des sensations hygrothermiques (chaud, neutre, froid), variables dans l’espace et dans le temps;
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La notion de confort
Constat : nature des échanges
Nota Bene N°1 : Le grand spécialiste du confort, le danois Povl Ole FANGER, définit les conditions de confort comme celles satisfaisant 80% des membres d’un échantillon.
Donc dans un contexte dit satisfaisant, on tient compte qu’il peut y avoir 20% d’insatisfaits !
Ne pas oublier que : Le Décret 2007-363 du 19 mars 2007 interdit de rafraichir en dessous de 26°C.
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La notion de confort
Constat : satisfaction Nota Bene N°2 : Et quel que soit la condition intérieure, même en arrivant à un niveau dit thermiquement neutre, il y a toujours environ 4 à 5% d’insatisfaits (mais ce ne sont pas les mêmes).
On considère le confort excellent entre -0,5 et +0,5 (soit 10% PPD)
PMV (Predicted Mean Vote) = vote moyen PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) = % d’insatisfaits
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La notion de confort
Constat : Température
Nota Bene N°3 : La température de confort dépend notamment de la température de l’air, mais également de la température des parois.
Nota Bene N°4 : En fonction de l’activité la température optimale requise évolue (27 à 28°C pour dormir, mais seulement 15°C pour courir)
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La notion de confort
Constat : Humidité
La plage de confort pour une activité de bureau dépend fortement du croisement entre température d’air et niveau d’humidité relative de l’air (hygrométrie ambiante).
Nota Bene N°5 : La zone de confort est évaluée entre 19,7°C et 24,7°C et entre 30 à 70 % HR
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La notion de confort
Constat : Différence de comportement humain
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La notion de confort
Constat : Contexte climatique (T° extérieure)
Commune Territoire
La notion de confort
Constat : Contexte climatique (Période de l’année)
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Les exigences pour le confort
1Le choix de Tmax est effectué par le maitre d’ouvrage en fonction des activités exercées dans les locaux. Il conviendra de prendre par défaut les températures suivantes : • Tmax = 28°C pour tous les espaces des bâtiments de bureaux et d’enseignement. • Tmax = 26 °C espaces privatifs des clients des hôtels. • Tmax = 30°C pour les espaces communs de circulation des clients des bâtiments de • commerce et espaces de baignade. • Tmax = 35°C pour les entrepôts.
En l’absence de mouvement d’air, le niveau Très performant de la cible précise que : La température résultante dans les espaces à occupation autre que passagère ne doit pas dépasser une température résultante maximale Tmax1 plus de : - 1% du temps d’occupation annuel dans les zones H1a –H1b –H2a –H2b - 1,5% du temps d’occupation annuel dans les zones H1c –H2c - 2% du temps d’occupation annuel dans les zones H2d – H3
Exigences de Quantité = Certification HQE®
Pour un collège situé à Pau, en période d’occupation, il ne faut pas dépasser 28°C durant plus de : 21 h en TP (Très Performant) et 34 h en P (Performant).
Pour un bâtiment de bureau situé à Toulouse , en période d’occupation, il ne faut pas dépasser 28°C plus de : 29 h en TP (Très Performant) et 48 h en P (Performant).
Constat : Effet de l’air
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Exigence de Qualité : Si mouvement d’air dans les locaux, le niveau Très performant pour les espaces à occupation autres que passagère = pas de sortie de la plage de confort plus de :
- 1% du temps d’occupation annuel dans les zones H1a –H1b –H2a –H2b - 1,5% du temps d’occupation annuel dans les zones H1c –H2c (2,5% si Performant) - 2% du temps d’occupation annuel dans les zones H2d – H3x
Pour un bâtiment de bureau situé à Toulouse , en période d’occupation, la sortie de la plage de confort : 29 h en TP (Très Performant) et 48 h en P (Performant).
Avec seulement 30% des heures au-delà de 1m/s, soir : 9 h en TP (Très Performant) et 15 h en P (Performant).
Les exigences pour le confort
Commune Territoire
Par contre pour un confort optimal selon le diagramme de FANGER en considérant un PMV compris entre –0,5 et +0,5 = il faut dans tous les cas…. rafraîchir le bâtiment
plages de vitesse d’air correspondant à un PMV compris
entre –0,5 et +0,5 (confort optimal)
Les exigences pour le confort
… et l’environnement dans tout ça ….
Mais ne pas oublier que : Le Décret de mars 2007 interdit de rafraichir en dessous de 26°C !!.
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Les paramètres qui influence le confort d’été • Le contexte climatique, • L’environnement extérieur, • La forme bâtie, • L’orientation des façades, • Le concept constructif, • L’inertie des matériaux, • L’isolation des parois, • Le rapport vide sur plein : « la porosité », • La protection solaire, • La perméabilité à l’air, • La ventilation, • Les charges internes, • Les usages, • Le pilotage et la régulation, • …
La conception
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Canicule 2003 = 12 jours où la température a été > = à 35°C et 4 à 5 jours > = à 40°C
La conception
Le contexte climatique : Une problématique le confort d’été • Le climat de la Haute-Garonne est un climat tempéré aux influences océaniques et
méditerranéennes
• Des minima de température pouvant descendre très bas (-17°C) • Des maxima pouvant s’approcher, voire dépasser les 40°C (2003)
Les paramètres qui influence le confort d’été
Base de calcul = à 32°C en été et -5°C en hiver
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Variation sur 24h du stockage de l’apport solaire et des températures de surfaces selon la couleur retenue pour la paroi,
La conception
L’environnement extérieur : Réduire les contraintes externes • La minéralisation des sols (effet « îlot de chaleur » = + 4 à 6°C sur l’ambiance), • L’intégration du végétal au site (évapo-transpiration = - 3 à 4°C sur l’ambiance) • La couleur des revêtements (augmentation de la température de contact),
Relevé de T° sur échantillon Calzip : • Bac Blanc = 34°C, • Bac vert = 46°C, • Bac acier gris moyen = 68 à 70°C
Energie stockée : • Bac Blanc = 600 W/m²
• Bac vert : = 1800 W/m²
• Bac acier gris moyen > 3500 W/m²
Les paramètres qui influence le confort d’été
Commune Territoire
Une maison individuelle de 100 m² de SHab est 2 fois moins compacte que 4 maisons en bandes en R+1, et 3 fois moins compacte qu’un immeuble de 4 200 m² de SHab comprenant 6 T3/niveau en R+9
La conception
La forme bâtie : réduire la fragmentation et augmenter l’échelle • La compacité est importante car elle détermine le rapport entre surface de parois
(Sp) déperditive ou aperditive et surface habitable (SHab ou SPL) : C = Sp/SHab
Les paramètres qui influence le confort d’été
100 m²
400 m²
4 200 m²
Commune Territoire
La conception
L’orientation du bâtiment : du bon sens si possible (bioclimatique) • Les façades orientées Sud - Nord reste les plus simples à gérer en toutes saisons,
notamment par des moyens passifs (angle solaire été 67°, angle hiver 23°), • Pour les autres orientations, des ouvertures raisonnables et des moyens de
protection performants sont incontournables (ex : volet orientable et relevable),
Les paramètres qui influence le confort d’été
Le travail en coupe permet de déterminer l’importance des apports de lumière naturelle et les gains solaires
Commune Territoire
La conception
Le concept constructif : une préférence climatique pour l’inertie • L’inertie écrase les amplitude jour nuit et consolide le confort interne, sous
réserve de maîtriser les autres paramètres, sinon elle participe à stabiliser la température …. à la hausse !
Les paramètres qui influence le confort d’été
Bâtiment très inerte Grenoble (béton) : pour 38,5°C extérieur = 28°C max intérieur
Le même à inertie faible : pour 38,5°C extérieur = 33 à 34°C max intérieur
Commune Territoire
La conception
Plus la Diffusivité augmente plus la température se diffuse dans le matériau, Plus l’Effusivité augmente, plus le matériau absorbe d’énergie sans se réchauffer notablement. Au contraire, plus elle est faible, plus vite le matériau se réchauffe.
Par exemple le béton a une effusivité élevée et donne une sensation de froid au toucher pour 20°C en température ambiante = 21,9°C, alors que le bois a une effusivité faible et ne donne pas une sensation de froid au toucher 33,9°C.
Il est intéressant de noter par exemple que le béton et le polystyrène ont à peu près la même diffusivité,
Les paramètres qui influence le confort d’été
• La diffusivité thermique = capacité d’un matériau à transmettre (rapidement) une variation de température (m2/h.10-3)
• Béton : 2,82 (1,26 cellulaire à 3,52 armé) • Bois : 0,46 à 0,77 - Fibre de bois : 0,36 à 0,5 • Ouate cellulose 2,14 à 3,97 • Botte de paille 1,04 • Laine de chanvre 2,25 – mouton 3,86 • Laine de roche 1,3 • soit une variation de 1 à 10 environ • mais l’acier = 55,3 le cuivre 403 et le
polystyrène = 3,14
• L’effusivité thermique exprime la capacité d’un matériau à absorber (ou restituer) une puissance thermique (W.h 1/2 /m2.°C)
• Béton : 34 à 38 • Bois : 5 à 9,5 - Fibre de bois : 4 • Ouate cellulose 0,7 à 0,8 • Botte de paille 1,2 • Laine de chanvre 1,3 – mouton 1 • Laine de roche 1,2 • soit une variation de 1 à 40 environ • mais l’acier = 220 le cuivre 600 et le polystyrène
= 0,7
L’inertie thermique : Epaisse + Effusivité et Diffusivité (un couple sensible)
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La conception Les paramètres qui influence le confort d’été
L’inertie des matériaux : Effusivité et Diffusivité un couple sensible
L’amplitude thermique intérieure diminue si : L’épaisseur des parois d’enveloppe augmente, La diffusivité des parois d’enveloppe diminue, L’effusivité des parois d’enveloppe augmente, La surface d’échange des parois internes effusives d’épaisseur suffisante augmente
Donc la solution a priori : • Enveloppe bicouche, • isolation à l’extérieur, • masse importante à
l’intérieur, • très bonne protection solaire, • Les charges internes sont
maîtrisées
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La conception Les paramètres qui influence le confort d’été
L’inertie des matériaux : Importance de l’épaisseur
Le flux thermique traverse 20 cm d’isolant en laine de bois en 10 h, s’il n’y a pas de masse interne pour absorber le transfert en fin de journée la température intérieure peut être insupportable,
Le flux thermique traverse 20 cm de béton en 5h, s’il n’y a pas d’isolant extérieur pour retarder le transfert, en fin de journée la température intérieure peut être également insupportable,
Une maçonnerie ancienne de pierre, gravier, chaux de 50 cm est totalement stable aux variations de températures extérieures (inertie séquentielle de 12 jours et saisonnière de plusieurs mois),
un mur bois avec remplissage de 20 cm de laine de bois + une couche croisée de 10 cm de laine de bois rigide apporte un effet retard de près de 24 h rendant très stable la paroi. Il faut cependant de l’inertie en interne pour absorber les charges internes et stabiliser la température,
Commune Territoire
La conception Les paramètres qui influence le confort d’été
L’inertie : Concept bois + inertie rapportée = indispensable • L’inertie doit être retrouvée sur les séparatifs intérieurs (refends), et les planchers
intermédiaires (dalle), pour trouver l’équilibre minimal (inertie lourde)
1,00
0,65
0,40
0,20
0,00
Commune Territoire
Valeur de la conductivité thermique de quelques matériaux
La conception
L’isolation des parois : Isoler fortement les parois oui mais l’été… • Ne pas imaginer que le bois seul est un très bon isolant (mais la laine de bois = oui), • L’hiver prévoir 24 cm d’isolation (lambda = 0,04 W/m.K, soit un R mini = 6 m2.K/W ou un
U = 0,166 W/m².K pour les parois verticales et 30 cm en toiture et plancher si sur vide), • L’isolant retarde en été le transfert thermique dû à l’ensoleillement sur les parois dans
un bâtiment à inertie légère à moyenne, mais confine la chaleur si elle augmente !
Supprimer le plus possible les ponts thermiques : ƛ Isolant : • 0,04 W/m.K
•ƛ Bois (x 3,5) : • 0,13 à 0,23 W/m.K
ƛ Béton (x 42,5) : • 1,7 à 2,3 W/m.K
ƛ Acier (x 1 250) : • 45 à 50 W/m.K
ƛ Cuivre (x 9 500) : • 380 W/m.K
Les paramètres qui influence le confort d’été
Commune Territoire
La conception
Le rapport vide sur plein : une « porosité » à contenir • Indice de Vitrage (Ivit) : Eviter les surfaces vitrées importantes à l’Ouest (maxi 25%), mais
également à l’Est (maxi 25 - 35%), en indice de vitrage (Sv/Senv), de la paroi considérée, • Indice d’Ouverture (Iouv) : Rester < 25% en indice d’ouverture en Est et Ouest, prévoir 20
à 35% au Sud et 10 à 15% au Nord (déperditions), en indice d’ouverture (Sv/SPL),
Les paramètres qui influence le confort d’été
Commune Territoire
La conception
Les protections solaires : des flux solaires indispensable à arrêter en été sur toutes les orientations (effet bouteille thermos) • Protection solaires par orientation conforme à la réglementation RT 2012 en
zone H2c et une altitude < 800 m :
Les paramètres qui influence le confort d’été
Zone calme • Baies orientées Nord : g = 0,45 • Baies autres que Nord (E,S,O) : g = 0,25 • Baies horizontales : g = 0,15
Zone bruyante • Baies orientées Nord : g = 0,25 • Baies autres que Nord (E,S,O) : g = 0,15 • Baies horizontales : g = 0,10
Un façade ouest en plein soleil reçoit 800 W/h/m²,
Un bureau double totalement vitré = 5,4 m x 2m = 10,8m² x 800 W = 8 640 W Si bien protégé x 0,25 = 2 160 W soit 2 convecteurs de 1 000 W sur la façade,
Très bien protégé les apports solaires représentent x 0,15 = 1 300 W
Commune Territoire
La conception
La perméabilité à l’air : l’atteinte de valeurs PassivHaus est parfait pour l’hiver, mais catastrophique pour le confort d’été !!
• La réglementation RT 2012 impose une valeur de I4 de : • pour le tertiaire : 1,2 m3/m2.h (par défaut 1,7) • pour l’habitat individuel : 0,6 m3/m2.h • Pour l’habitat collectif : 1 m3/m2.h
Les paramètres qui influence le confort d’été
le CETE estime que les déperditions thermiques par défaut d’étanchéité se situent entre : • 2 et 7 kWh/m2.an par unité de n50 • 5 et 25 kWh/m2.an par unité de I4
En n50 la demande du PassivHaus est de : • n50 ≤ 0,6 vol/h • L’infiltration naturelle d’un bâtiment est en
général évaluée en STD entre 0,5 et 1 vol/h selon la qualité et l’année de construction
Commune Territoire
La conception
La perméabilité à l’air : La construction bois montre sa performance
Les paramètres qui influence le confort d’été
Analyse sur 1250 bâtiment tertiaires en Octobre 2013
Commune Territoire
La conception
La perméabilité à l’air : La construction bois montre sa performance
Les paramètres qui influence le confort d’été
Commune Territoire
La conception
La ventilation : Contrôlée en journée, elle doit devenir ventilation, voire sur-ventilation la nuit mais … s’il y a de la masse à décharger !
Les paramètres qui influence le confort d’été
Free cooling si : T°air extérieure < T°air intérieure (free cooling mécanique et/ou naturel)
Ventiler de jour en interne (brasseur d’air) et surventiler de nuit (valoriser l’amplitude jour nuit), Gain potentiel : • période normale 10 à 15°C • période de canicule 4 à 5°C Principes : • débits de renouvellement
de 7 à 10 vol/h • si possible naturel et non
mécanique pour éviter la surconsommation des auxiliaires de ventilation
Paroi de masse : épaisseur = 10 cm mini, refend (2 faces) = 16 à 20 cm
Commune Territoire
La conception
Alternative : Utiliser la température du sol pour augmenter la performance de l’échange (puits provençal, échange nappe,…)
Les paramètres qui influence le confort d’été
De 4°C à 15°C à 1m de profondeur, mais de 8°C à 11°C à 5 m de profondeur, et quasi stable à environ 10°C au-delà de 10 m (potentiel important)
Evolution annuelle de la température du sol selon la profondeur
Commune Territoire
La conception
Charges internes : Une grande sensibilisation est nécessaire pour une baisse drastique des puissances installées de charges internes
Les paramètres qui influence le confort d’été
Bâtiments performant : éclairage = 5,8W/m², info + bureautique = 7,35W/m², personnes = 5,1W/m² + matériel divers 0,8 W/m² = < 19W/m²
Informatique, bureautique, serveur, éclairage, matériel divers et personnes = 30 à 50 W/m²
Eclairage Usagers
Informatique Bureautique
Serveur informatique
Commune Territoire
La conception
Charges internes : Le besoin de rafraîchissement devient largement dominant sur le besoin de chauffage
Les paramètres qui influence le confort d’été
Malgré une optimisation de tous les postes le rafraîchissement qui n’est réalisé qu’en échange avec la nappe phréatique, représente 2,5 fois les consommations de chauffage
Immeuble tertiaire 6 000 m² - Pantin
Commune Territoire
La conception
Charges internes : L’éclairage et l’informatique représente 73% des consommations de l’immeuble et l’essentiel des charges internes
Les paramètres qui influence le confort d’été
Le chauffage représente 6,8 kWhEP (PAC + Puisage nappe), alors que l’informatique représente 65,1 kWhEP soit 10 fois le chauffage du bâtiment et 56,4% des consommations totales !
2,7%
6,4% 16,6% 14,7%
3,1% 56,4%
43,6%
Commune Territoire
La conception
Charges internes : La variation des puissances installées en éclairage représente une amplitude de 70% des consommations de ce poste
Les paramètres qui influence le confort d’été
L’éclairage est étudié avec 3 valeurs de puissance installée : • 6 W/m² • 8 W/m² • 10W/m²
Les consommations évoluent de 40 000 à près de 68 000 kWh soit + 70%
Les dépenses évoluent de : 3 000 € à 4 900 € soit + 63%
Commune Territoire
La conception
Charges internes : La variation des puissances installées informatique représente une amplitude de 62,5% des consommations de ce poste
Les paramètres qui influence le confort d’été
L’informatique est étudié avec 3 valeurs de puissance installée : • 90 W/m² par poste • 120 W/m² par poste • 150 W/m² par poste
Les consommations évoluent de 80 000 à près de 130 000 kWh soit + 62,5%
Les dépenses évoluent de : 5 000 € à 8 000 € soit + 60%
Commune Territoire
La conception
Charges internes : La variation des modes d’occupation (densité) représente une amplitude de 100% des consommations d’équipement
Les paramètres qui influence le confort d’été
L’informatique est dédiée aux nombre de personnes : • 8 m²/personne + info • 12 m²/personne + info • 16 m²/personne + info
Les consommations évoluent de 80 000 à près de 160 000 kWh soit + 100%
Les dépenses informatiques évoluent de : 5 000 € à 10 000 € soit + 100% Les consos totales de + 28%
La température > 28°C passe de 3 h à 38 h
Commune Territoire
La conception
Charges internes : La variation des horaires d’occupation représente une amplitude de 42 % des consommations totales
Les paramètres qui influence le confort d’été
L’occupation des locaux est simulée sur 3 plannings d’usage : • 9 h/jour • 11 h/jour • 13 h/jour
Les consommations totales évoluent de 162 000 à près de 230 000 kWh soit + 42 %
Les dépenses totales évoluent de : 17 500 € à 21 500 € soit + 23%
Le ratio des postes RT passe de : Cep 33,6 à 46,1 kWhep/m².an
Commune Territoire
La conception
Charges internes : La synthèse des variations représente une amplitude de 135 % des consommations totales et 81% des dépenses
Les paramètres qui influence le confort d’été
Les consommations totales évoluent de 140 000 à près de 330 000 kWh soit + 135 % ou x 2,35
Les dépenses totales évoluent de : 16 000 € à 29 000 € soit + 81,2 %
Le ratio des postes RT passe de : Cep 28,6 à 62,4 kWhep/m².an (x 2,2)
Le - favorable
Le + favorable
Commune Territoire
La conception
Pilotage et régulation : Le risque = l’incapacité à bien gérer ces amplitudes, et donc à pénaliser encore plus les résultats,…. !!
Les paramètres qui influence le confort d’été
• Aucun compteur n’est correctement étalonné à l’installation, • Les impulsions correspondent rarement au pas attendu pour l’analyse, • La GTB n’est jamais correctement paramétrée (implémentation par impulsions), • Les programmations horaires sont souvent fantaisistes (CTA, PAC, informatique,…), • Les lois d’eau (radiateurs, réseaux,…), sont mal optimisées (départ trop haut), • Les pompes et autres organes techniques fonctionnent souvent 24h/24h, • Les réseaux sont mal équilibrés, les registres de ventilation mal étalonnés, • Les filtres sont non changés après chantier et oubliés ensuite, • Les exports de données sont incomplets, bourré d’erreurs, et souvent ne fonctionne pas, • Les usagers ne relèvent jamais les stores et travaillent en lumière artificielle (vidéoproj.), • La cuisine surconsomme dans tous les cas (allumage en arrivant pour usage à 11h !!),
Même si vous suivez scrupuleusement votre projet !!
Commune Territoire
La conception
Pilotage et régulation : Le risque = l’incapacité à bien gérer ces amplitudes, et donc à pénaliser encore plus les résultats,…. !!
Les paramètres qui influence le confort d’été
• Aucun compteur n’est correctement étalonné à l’installation, • Les impulsions correspondent rarement au pas attendu pour l’analyse, • La GTB n’est jamais correctement paramétrée (implémentation par impulsions), • Les programmations horaires sont souvent fantaisistes (CTA, PAC, informatique,…), • Les lois d’eau (radiateurs, réseaux,…), sont mal optimisées (départ trop haut), • Les pompes et autres organes techniques fonctionnent souvent 24h/24h, • Les réseaux sont mal équilibrés, les registres de ventilation mal étalonnés, • Les filtres sont non changés après chantier et oubliés ensuite, • Les exports de données sont incomplets, bourré d’erreurs, et souvent ne fonctionne pas, • Les usagers ne relèvent jamais les stores et travaillent en lumière artificielle (vidéoproj.), • La cuisine surconsomme dans tous les cas (allumage en arrivant pour usage à 11h !!),
La maîtrise d’énergie c’est pas gagné !!
Même si vous suivez scrupuleusement votre projet !!
Commune Territoire
La conception
Le confort d’été en bâtiment bois :
Les paramètres qui influence le confort d’été
• Une étude sérieuse des conditions de confort en été en STD (Simulation Thermique Dynamique), est indispensable dans notre zone géographique (H2c),
• Une conception bioclimatique est absolument à rechercher, • Une limitation des entrants solaires au raisonnable est indispensable, • Une protection parfaite des façades est à imposer (attention à l’Ouest), • Une très bonne isolation (> 24 à 30 cm), est totalement souhaitable, • Une inertie complémentaire bien calculée est indispensable, • Une ventilation, voire surventilation nocturne est à privilégier (si inertie ), • Un apport de frigories naturelles peut être à rechercher (puits provençal ou
nappe), comme l’augmentation de la vitesse d’air (brasseurs d’air), • Une conception intégrant la possibilité ultérieure d’un apport de rafraîchissement
soft est souhaitable aux vues des dérives climatiques actuelles (batterie sur eau de nappe, prétraitement de l’air neuf, adiabatique…)
• Mais aussi une conception technique simple et fiable (attention au coût global !!)
Et là, c’est peut être bien parti !!
Sans que ce soit un dogme, mais quant même …. !!
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2 025 m² Shon – 2,7 M€
Sté ADDENDA
Architecte : Jean François
COLLART
Lauréat 2010 de l’Appel à Projet ADEME Bâtiment Basse Consommation
Siège ECOCERT - ISLE JOURDAIN (32)
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Organisme de contrôle et de certification accrédité, norme internationale ISO Guide 65 (EN 45011), pour le contrôle et la certification de produits, systèmes et services issus de l’agriculture biologique.
Sté ADDENDA
Leader dans son domaine.
47 Sté ADDENDA
PROJET 2009 : Construire le futur siège social d’ECOCERT - bâtiment de bureaux de 2000 m² à Energie Positive et totalement respectueux de l’environnement.
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Traitement extérieur : le respect du site • Déplacement d’un bâtiment !! (Dôme solaire) • Réduction des mouvements de terre en site contraint, • Inscription du bâtiment et du stationnement dans la pente, • Aucune terre à évacuer du site (système équilibré déblais/remblais),
Sté ADDENDA
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Bâtiment tertiaire de 4 niveaux en bois, isolé en bottes de paille bio,
Mur ossature et bardage bois + remplissage paille 37 cm/U=0,174
Mur sous bassement agglo + Foamglass extérieur 18 cm, finition lisse sans bardage
Noyau central agglo + Mur chauffant
enduit en terre crue
Toiture en charpente bois + Isolation laine de bois 30 cm
Plancher bas par isolation périphérique verticale + isolation sous face par 18 cm de Foamglass
Menuiseries bois/aluminium et
DV argon 1,1W/m²K
Planchers intermédiaires en bois massif contre cloués + linoléum
Sté ADDENDA
50
Caisson Bois Paille
Mur intérieur brique pleine + Foamglass extérieur 18 cm, finition lisse sans bardage
Plafond ilot acoustique
et panneaux latéraux en fibre de bois
Toiture PV = 500 m²
Mur terre crue
Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire
250 m3 de bottes de paille issues de l’agriculture biologique d’une exploitation agricole située à Miremont (31)
Structure = 72 m3 de Pin
Douglas
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Chauffage par PAC / géothermie (sol/eau). Ventilation par transfert d’air en Sfi, assurant la quasi-totalité du chauffage par l’air et DF avec
échangeur rotatif à 90% pour l’ensemble du projet. Complément statique (mur chauffant en terre), uniquement pour la nuit en période très froide.
Coupe du RDC et R+1
Gaines de soufflage Gaines de reprise
Pilotage aéraulique = MDA 10/100% + Sondes de CO²
Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire
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Eclairage Fluo à 150 lux
+ Lampes
bureau à LED 6W
+ Lampadaire
30 W =
ratio < 5 W/m²
Très forte densité
56p/plateau
Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire
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REGLEMENTAIRE 2005 : Grenelle de l’Environnement pour le Label BEPOS : Bâtiment BBC (– 50% / RT 2005) + Cep < 50 kWhEP/m²Shon/an + PV (500 m² photovoltaïque), REGLEMENTAIRE 2012 : Cep < 63 kWhEP/m²Shon/an, si rafraîchi 110 kWhEP
RESULTATS PROJET : Ubat de 0,4 W/m².K (- 37%)
• Calcul Réglementaire RT 2005 (Climawin) : Cep = Cep réf – 73,4% (réf à 120 kWhep)
• Calcul Dynamique (STD / TRNSYS 16) : Cep = 32 kWhep/m².an (Postes RT 2005)
• Consommation totale (Calcul Dynamique) : PU = 40 kW et Conso = 50 550 kWh ef
• Dépenses : 5 500 €/an contre 12 000 € pour le projet réglementaire • Le système photovoltaïque prévu de 500 m² produit 150 000 kWhep/an, pour 130 400 kWhep de conso totale tous postes confondus (soit 64,4 kWhep /m²)
= Bâtiment à « Energie Positive »
COUT : Bâtiment seul 1337 € HT/m² (1500 € HT/m² avec PV)
Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire
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IMPACT CARBONE
Stockage de 131 kg eq CO2 / m² de SHON dans la construction soit 265 Tonnes CO², Volume de produits biosourcés mobilisés de plus de 1 213 m3
= Bâtiment à « Energie Positive » et à empreinte écologique neutre pour la planète durant près de 60 ans Label et Certification :
Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire
55 Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire Juin 2012
Bâtiment en cours de chantier
Structure et murs bois en
construction
Panneaux extérieur
AGEPAN + litonnage pour recevoir vêture
bois
56 Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire Juillet 2012
Fenêtres bois Plancher massif
contrecloué
Poteau douglas toute hauteur
support escalier secours
57 Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire Juillet 2012
Préparation des caisson bois pour
recevoir les bottes de paille
58 Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire Juillet 2012
Remplissage des caisson avec
bottes de paille 37,5 cm
Panneaux isolation toiture en fibre de bois
de 30 cm
59 Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire Juillet 2012
Etanchéité soignée de toutes les jonctions
Pose du pare vapeur et mise en étanchéité
60 Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire Novembre 2012
Installation de la toiture PV de 500 m²
61 Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire Janvier 2013
62 Sté ADDENDA
Bâtiment tertiaire Janvier 2013
Test perméabilité à l’air 0,47 m3h/m²
ou 1,25 m3h/m² si trappe ascenseur ouverte !!
Isolation soignée des réseaux
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Bâtiment tertiaire
Enduits intérieurs à la terre crue et
Sgraffito
Plafond acoustique
intégrant les luminaires
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Bâtiment livré en avril 2013
Sté ADDENDA
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CENTRE D’AFFAIRES BUROCLUB – ALBI (81)
1586 m² Shon – 2.37 M€
Sté ADDENDA
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Usine de production de
TERSSAC
Sté ESCAFFRE
PRESENTATION : MAITRE D’OUVRAGE
Sté ADDENDA
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Plan RDC
Plan Toiture
Surface:1586 m² Shon – Coût: 2.37 M€ - 1500 €/m² Shon
PRESENTATION : PROJET
2 Bâtiment de bureaux en R+1
Maître d’ouvrage: SCI de la Martelle - Terssac
Architecte : Cabinet Brunerie/Irissou - Albi
AMO HQE + BET HQE/Energie : ADDENDA - Mirande
BET fluides : CARTE – Sévignacq
BET Structure Bois : PERSPECTIVES – Pamiers
Entreprise Structure Façade : Sté ESCAFFRE - Terssac
Entreprise CVC : Lagreze et Lacroux - Albi
Entreprise VRD : SAS BILSKI - Carmaux
Entreprise Electricité : MOLINIER DINTILHAC - Albi
Sté ADDENDA
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Poutre Easi-joist ® + isolation de 30 cm ouate cellulose
isolation de 24 cm fibre de bois 10 cm de gravier
Cloison terre crue
CONCEPTION : 1 – PROJET
Sté ADDENDA
Triple vitrage Argon
Lames orient, bois
isolation de 35 cm ouate cellulose 6 cm fibre de bois HD Chappe maigre
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Production Biomasse : chaufferie déchets bois usine, DF + échangeur 90%, traitement sur l’air et mur chauffant en appoint si intermittence, rafraîchissement par échange direct sur nappe, éclairage 5W/m² = lampadaire Fluo
Parois : • Terre crue pour l’inertie (BTC) et le chauffage (radiateurs) :
cloisons intérieures en briques de terre crue, radiateurs en terre crue,
• Utilisation de poutres bois easi-joist remplies d’isolant (ouate) :
CONCEPTION : 2 – PROJET
Sté ADDENDA
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POINT PARTICULIER DU PROJET
Sté ADDENDA
0h – 6h 6h – 24h
Dimanche Lundi
28°C
33,3°C
22°C
15°C
Période de Free Cooling
Arrêt Free Cooling si T°ext <18°C ! Non car perte de performance en été
Evolution T° en Août 2012 – Bâtiment B - Confort d’été
31,5°C
+ Pb : T° d’eau de nappe = 18 à 19°C
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Radiateurs et panneaux en terre crue REALISATION : 1 – Matériaux naturels
Sté ADDENDA
Enduit terre crue
Peinture minérale Réduction drastique de l’usage du métal et
emploi optimal de matériaux naturels
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REALISATION : 2 – Etanchéité construction bois
Sté ADDENDA
Un très grand soin est apporté pour réduire au maximum la perméabilité à
l’air de la structure bois (bande + joint)
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REGLEMENTAIRE 2005 : Réf = 120 kWhep - Label BBC = Cep < 60 kWhEP/m²Shon/an REGLEMENTAIRE 2012 : Réf = 110 kWhep - Label « Effinergie + » = Cep < 66 kWhEP/m²Shon/an Label BEPOS : Label « Effinergie + » + PV (Photovoltaïque) : Cep < 0 kWhEP/m²Shon/an
RESULTATS PROJET : Ubat de 0,35 W/m².K (- 47%)
• Calcul Réglementaire : Cep = Cep réf – 73% = 23,7 kWhep/m².an
• Calcul Dynamique (STD) : Cep = 49,2 kWhep/m².an (Postes RT 2005)
• Consommation totale (STD) : PU = 48 kW et Conso = 78 000 kWh ef
• Dépenses : 4 600 €/an (bois énergie) contre 13 300 € pour le projet réglementaire (gain de 65%)
• Le système photovoltaïque prévu de 541 m² produit 181 450 kWhep/an contre un besoin total de 119 000 kWhep, toutes énergies confondues (soit un ratio de 75 kWhep/m².an),
= Bâtiment à « Energie Positive » COUT : Bâtiment seul 1100 €/m²
(1 275 €/m² avec PV et 1 495 €/m² avec fondations spéciales)
EXPLOITATION 1 – Résultats énergétique
Sté ADDENDA
Confort d’été : maxi 1 jour à 29°C pour 38,5°C extérieur (Août 2011)
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RESULTATS BILAN CARBONE Elément le + impactant = fondations (120 m3 béton coulé et 73 m3 longrines).
Elément le - impactant = les murs (bilan carbone négatif car le bois stocke le carbone).
Au global, le bâtiment stocke -120,7 tonnes de carbone et consomme 1,8T/an
Empreinte environnementale toujours neutre au bout de 67 ans d’exploitation
Changement climatique (kg eq CO2)AMENAGEMENTS & CLOISONS 23 201
COUVERTURES 28 088
DALLES ET PLANCHERS 32 732
FONDATIONS 63 350
MURS -321 029
MENUISERIES EXT 29 986
CVS 16 710
ASCENSEUR 6 195
TOTAL -120 767
SCI de la Martelle
POINT PARTICULIER DU PROJET
Sté ADDENDA
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