Présentation CAUE 78 · Origine Energie Solaire thermique Soleil Chaleur Photovoltaïque Soleil...
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Sommaire
Contexte « énergie / climat »
Bilan énergétique
RT2005
Construire autrement
Labels de performance
Contexte « énergie / climat »
Consommations/ émissions par secteursRéchauffement climatiqueÉmissions CO2Facteur 4
Consommations/ émissions selon les secteurs d’activités
Bâtiment Industrie Transports Agriculture Consommations
d’énergie 43% 23% 32% 2%
Emissions de CO2
24% 34% 28% 14%
Secteur « bâtiment » : premier consommateur d’énergie en France
Réchauffement climatique en 2100
Prévisions en 2000 :Réchauffement global 1.5 à 2.5°C en 2100
Prévisions en 2006 :Réchauffement global 2 à 6°C en 2100 !
Émissions CO2 selon les pays
Source : UNFCCC données 98
Émission en t carbone/hab.
USA 5.4 Allemagne 2.9 Grande Bretagne 2.4 France 1.8
Suisse 1.7 Mexique 0.8 Chine 0.4
Pour limiter les effets irréversibles duréchauffement climatique :
Diviser par 2 les émissions de CO2 sur laplanète d’ici 2050
Pour tenir compte de l’accroissement despays en développement:
Diviser par 4 pour les pays industrialisés
Émissions CO2 : les objectifs
Facteur 4, comment ?
Un point de départBâtiments neufs : RT2005 et labelsBâtiments existants : exigences minimales / RT
Un défi dans le bâtiment :Généraliser à moyen terme des bâtiments trèsbasse consommation voire à énergie positive
Sommaire (rappel)
Contexte « énergie / climat »
Bilan énergétique
RT2005
Construire autrement
Labels de performance
Bilan énergétique
Le confort « 4 saisons »DéperditionsApports gratuitsBesoins de chauffageConsommationsÉnergie utile / finale / primaire (& CO2)Production via énergies renouvelables
Le confort « 4 saisons »
En période de chauffage : température réglementaire 19°C *
En période de non chauffage : refroidissement que si température > 26°C **
Nota :20°C (au lieu de 19) = 10 % de plus chauffage
* art. R 131-20 CCH** art. R131-29 décret 2007-363 du 9/03/07
Besoins de chauffage
Besoins de chauffage = Déperditions – Apports
APPORTS
GRATUITS
BESOINS
CHAUFFAGE
PAROIS AIRDEPERDITIONS
Consommations « Chauffage »
Consommations = Besoins + Pertes
APPORTS
GRATUITS
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS
PAROIS AIRDEPERDITIONS
BESOINS
CHAUFFAGE
Consommations « ECS »
APPORTS
GRATUITS
PAROIS AIRDEPERDITIONS
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS ECS
PertesECS
Consommations « Auxiliaires »
Auxiliaires : ventilateurs, pompes,…
APPORTS
GRATUITS
PAROIS AIRDEPERDITIONS
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS ECS
PertesECS
AUX
Consommations « Éclairage »
APPORTS
GRATUITS
PAROIS AIRDEPERDITIONS
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS ECS
PertesECS
AUX
ECL
Consommations « Autres usages »
APPORTS
GRATUITS
PAROIS AIRDEPERDITIONS
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS ECS
PertesECS
AUX
ECL
AUTRES
USAGES
Consommations « Rafraîchissement »
APPORTS
GRATUITS
PAROIS AIRDEPERDITIONS
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS ECS
PertesECS
AUX
ECL
AUTRES
USAGES RAF
PertesRAF
Energie utile / finale / primaire ep
APPORTS
GRATUITS
PAROIS AIRDEPERDITIONS
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS ECS
PertesECS
AUX
ECL
AUTRES
USAGES RAF
PertesRAF
Energie utile
Energie Finale
Energie Primaire
Bois
Gaz
Electricité
0.6
1
2.58
Énergie primaire /émissions de CO2
Conversion
finale / primaire
Electricité 2.58
Gaz 1.00
Bois 0.60
Emissions CO2 g/ kWh
40/180
234
13
Production via énergies renouvelables
Origine Energie
Solaire thermique Soleil Chaleur
Photovoltaïque Soleil Electricité
Eolien Vent Electricité
Géothermie Sol Chaleur Biomasse Déchets/bois Chaleur
Hydraulique Eau Electricité
Sommaire (rappel)
Contexte « énergie / climat »
Bilan énergétique
RT2005
Construire autrement
Labels de performance
RT2005
Un peu d’histoire…« Règle du jeu » RT2005Coefficient C RT2005 (kWh ep /m )Modalités d’applicationAméliorations « prioritaires / importantes »Parlons francs … en euroSolutions RT2005Construire autrement !
Un peu d’histoire…
1974 coef. G : DEPERDITIONS
1980 label « haute isolation »1982 coef. G et B : BESOINS
1983 labels HPE & solaires1988 coef. GV, BV et C: CONSOMMATIONS: chauf.+ECS+aux.1989 reconduction labels HPE2000 Coef C : chauf.+ECS+aux.+ éclairage et Tic (confort d’été)2002 reconduction labels HPE2006 RT20052007 reconduction labels HPE et BBC
Base
100
1970 1975 1980 1990 2000
50
150
1ère réglt thermique: avril 1974
2ème RT: mars 1982
3ème RT: avril 1988
RT 2000
« non
2005 2020
RT 2005
Évolutions des consommations
Objectifs visés
Améliorer la performance énergétique 15%/RT2000
Limiter le recours à la climatisation
Amplifier le recours aux énergies renouvelables
Favoriser une conception bio climatique
Modalités d’application :3 types d’exigences
Limitation des consommations :Cep Cepref (Cep Cepmax)
Limitation de l’inconfort d’été :Tic Ticref
Performances minimales ou garde-fous
RT 2005
PAROIS AIRDEPERDITIONS
RT 2005 = 5 usages
kWh/m .an (Shon)
APPORTS
GRATUITS
ECS
PertesECS
AUX
ECL
AUTRES
USAGES RAF
PertesRAF
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS
Quelques améliorations «prioritaires»
parois opaques : amélioration isolation(qualité/épaisseurs)
baies vitrées : DV PE/argon, men.certifiées
ventilation hygroréglable
auxiliaires à basse consommation(ventilo., pompes)
Quelques améliorations «importantes»
Construire sans ponts thermiquesECS solaireChaudières à condensation (/plancher)Pompes à chaleur (/plancher)
Améliorations : coût / performance
5 euro / m .%16 à 30%6 à 12%Améliorations« importantes »
1 euro / m .%8 à 15%1 à 5%Améliorations« prioritaires »
SurcoûtGisement
cumulPerformances
unitaires
Solutions RT2005
plancher, mur, terrasse ; 10 cm isolantperformant
baies ; menuiseries certifiées, DV peuémissif + argon
VMC hygroréglable, ventilo basseconsommation
Sommaire (rappel)
Contexte « énergie / climat »
Bilan énergétique
RT2005
Construire autrement
Labels de performance
Pont thermique définition
Coefficient en /m.K, cf. règles Th Bât fascicule 5« Thermographie » (simulations)
discontinuité de l’isolation = Pont thermique
Isolation intérieure (béton) sans traitement : 0.93 W/m.K
Isolation intérieure (béton) avec traitement(1) : 0.22 W/m.K
Isolation répartie(2) : 0.35 W/m.K
Isolation extérieure : 0.08 W/m.K
ITI/ITE: coefficient rapport de 1 à 10 !
(1) Rutherma, SCHOCK / (2) Th Bât
Pont thermique, combien?
Déperditions globales ; coefficient U g
Hypothèse : élément de façade (h=2.5 x l=1.0)Déperdition par le mur = 2.5 x UDéperdition par la liaison du plancher = 1 x Déperdition totale = (2.5 x U + 1 x )Coefficient U global
U g = (2.5 x U + ) / 2.5
Mur en béton 16 cm isolé par 10 cm de polystyrène( = 0.032 W/m.K)
U= 0.29 W/m .K
U g = (2.5 x 0.29 + ) / 2.5
Coefficient U global exemple
Mur isolé par l’intérieur sans traitement du pont
= 0.93 W/m.K
U g = (2.5 x 0.29 + 0.93) / 2.5
Soit déperdition du murmultipliée par 2.3 !
Coefficient U global
U g = 0.66 W/m .K
Palmarès « déperditions globales »
4 techniques constructives : ITI, ITR, ITE et FaR
Variation épaisseurs isolantsSolutions de traitements des ponts thermiques
Soit 17 scenarii
Palmarès « déperditions globales »
ITI /béton ; 3 traitements (sans/Rector/Schock)x 2 isolations (8/10 cm)ITI / 2 maçonneries (courante/isolante) x 2isolations (8/10)ITR ; 2 mono mur collés (terre cuite/bétoncellulaire) x 2 épaisseursITE ; 2 épaisseurs d’isolant 10 et 20 cmFaR ; structure bois isolée 2 couches croisées
Palmarès « déperditions globales »
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
Ug
8
8
8
8
8
10
10
10
10
10 40
40
50
50 10
20
Sans
rupteur
RECTOR
SCHOCK
Maçonnerie
courante
Maçonnerie
isolante
Terre cuite
Béton
cellulaire Bois
ITI
Béton
Epaisseur mur :
27/29 cm
ITI
Maçonnerie
Epaisseur mur :
27/29 cm
ITR
Epaisseur mur :
40/50 cm
ITE
Epaisseur mur :
28/38 cm
FaR
Epaisseur mur :
34 cm
Mur
manteau
Sommaire (rappel)
Contexte « énergie / climat »
Bilan énergétique
RT2005
Construire autrement
Labels de performance
Labels de performance en France
RT2005 et mieux…
Labels HPE, THPE, BBC, H&E, HQE, DD,…
Bâtiments à énergie positive
Labels
Label HPE, label THPE, label BBC
(Effinergie) , certification H&E,
certification HQE, Développement
durable,…
5 labels « HPE RT2005 »…
… 4 exprimés en % (valeur relative/réf.)
« HPE 2005 »« THPE 2005 »« HPE EnR 2005 »« THPE EnR 2005 »
et 1 exprimé en kWh ep/m (valeur absolue)
« BBC 2005 »
« HPE 2005 » : Cep réf – 10 %et Cep max – 10 %
« THPE 2005 » : Cep réf – 20 %et Cep max – 20 %
Nota: réf pour bâtiment d’habitation et non résidentiel, max pour habitation uniquement
Labels «HPE 2005» et «THPE 2005»
Cep réf – 10 % et Cep max – 10 %
Et une des 2 conditions suivantes:
1/ + 50% chauffage en biomasse2/ Chauffage via réseau avec 60% EnR
Le label « HPE EnR 2005 »
Cep réf – 30 % et Cep max – 30 %Et une des 6 conditions suivantes
1/ ECS solaire > 50% et Biomasse pour Cch > 50%2/ ECS solaire > 50% et EnR Chauf. via réseau > 60%3/ ECS et chauffage solaire > 50%4/ Production électricité > 25 kWh ep/m (Shon)5/ PAC à COP annuel > 3.5 (cf. annexe IV)6/ ECS solaire > 50% pour bât. collectifs ou hébergt
Le label « THPE EnR 2005 »
bâtiments à usage d’habitation : Cep 50 x (a+b) kWh ep/m
bâtiments à usage autre que d’habitation :Cep 50% Cep réf
Nota :. Conversion énergie primaire pour le bois 0.6, uniquement pour « BBC 2005 ». a et b : coefficient de correction « région » et « altitude »
zones H1a / H1b H1c H2a H2b H2c / H2d H3
Limites* 65 60 55 50 45 40
Le label « BBC 2005 »
Construction neuve, tout secteurs(art. 1ier, cas I) :Respect des labels
« THPE EnR » ou « BBC »
*Relatif aux conditions de dépassements de COS plus 20% liés aux labels « HautePerformance Energétique » AM du 8 mai 2007 (JO 15/05/07)
Arrêté* « augmentation de COS »
Maison individuelle neuve (art. 1ier, cas II) :
Cep réf – 20 % et Cep max – 20 %
et une des 4 conditions « énergies renouvelables »
1/ Biomasse pour Cch > 50%, ou 2/ Production électricité > 25 kWh ep/m (Shon), ou 3/ ECS solaire > 50% , ou 4/ PAC à COP annuel > 3.5
Arrêté « augmentation de COS »
Extension construction existante (article 3)
Isolation minimale en toiture (R>5)
Arrêté « augmentation de COS »
et une des 4 conditions « énergies renouvelables »
1/ Biomasse pour Cch > 50%, ou 2/ Production électricité > 25 kWh ep/m (Shon), ou 3/ ECS solaire > 50% , ou 4/ PAC à COP annuel > 3.5
Bâtiments à « énergie positive »
-100
0
100
200
300
400
500
maison ancienne enveloppe 2005
chauffage ancien
enveloppe 2005
chauffage neuf
2050
kW
h/(
m2
.an
)
photovolt
ECS solaire
élec domestique
ECS
ventilation
toit
murs
baies
Bâtiments à « énergie positive »
« Energie positive » autonomie« Energie positive »
= équilibre conso/production in situ /anExemple :1 m capteur solaire photovoltaïque = 250 kWh ep/an *Si logement de 100 m à 50 kWh ep/mAlors 20 m capteurs PV = équilibre conso/production in situ /an
* Mono cristallin zone H1
Diagnostic de Performance EnergétiquePAROIS AIRDEPERDITIONS
APPORTS
GRATUITS
ECS
PertesECS
AUX
ECL
AUTRES
USAGES RAF
PertesRAF
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS
Labels de performance à l’étranger
Allemagne, Autriche : Passivhauss
Suisse : Minergie et Minergie P
« Récapitulatif »
PAROIS AIRDEPERDITIONS
APPORTS
GRATUITS
ECS
PertesECS
AUX
ECL
AUTRES
USAGES RAF
PertesRAF
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS
15 kWh/m .an
120 kWh « ep »/m .an («Shon»)
Allemagne, Autriche : Passivhauss
Allemagne, Autriche : Passivhauss
Orientation sud, solaire passif
Parois opaques :U < 0.15 W/m K, < 0.01W/m.K
Parois Vitrées : U < 0.8 W/m K, S = 0.5
Perméabilité : < 0.6 vol/h sous 50 Pa
Préchauffage de l’air : puits canadien(T°C sortie > 5°C)
Ventilation double flux avec échangeur (rendement > 0.8)
ECS : capteurs solaire, PAC
PAROIS AIRDEPERDITIONS
APPORTS
GRATUITS
ECS
PertesECS
AUX
ECL
AUTRES
USAGES RAF
PertesRAF
BESOINS
CHAUFFAGE
Perteschauffage
CHAUFFAGECONSOMMATIONS
Suisse : Minergie et Minergie P
4 usages
Récapitulatif
kWh ep /m pour quels usages, quels m , quelles méthodes?...
rienrienAffichagerienCO2
SIAPHP3 CL/ «ThC »ThCméthode
SRE« Shon »ShShonSurface m
Ch.ecs.vent.raf.tout=5+autresCh.ecs.rafCh.ecs.aux.écl.raf
4635Usages
MinergiePassivhaussDPERT2005
Concevoir autrement…
… avec le site et son climat ; le vent, le soleil, la pluie,…… avec le site et son environnement ; sol, végétation,prospects,…Volumétrie & compacité ; réduction des déperditions (etdes coûts)Vitrages (orientation/inclinaison) & transparence :lumière, énergie…Inertie, matériaux, ouverture & fermeture : tiédeur,fraîcheur, santé…Géométrie variable & transhumance ; confort, volupté…