Pr©sentation CSTB matin©e technique IFPEB-CSTB

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"Mieux comprendre les notions de consommations réglementaires, prévisionnelles et réelles". L’IFPEB et le CSTB souhaitent rappeler la définition et les fonctions des outils. Les uns servent le besoin des politiques publiques (calcul RT), d’autres la conception et l’optimisation des bâtiments avec ses usages. Présentation de conclusions de travaux conjoints CSTB et IFPEB, l’utilisation de la simulation thermique dynamique en phase de conception, exécution et exploitation apparaît une voie prometteuse pour une meilleure maîtrise de la consommation des bâtiments.

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  • 1. Matine technique IFPEB - 28 novembre 2012Mieux comprendre les notions de consommations rglementaires, prvisionnelles et rellesCSTB-IFPEB

2. Mieux comprendre les notions de consommations rglementaires, prvisionnelles et rellesElments de contexte :La Rglementation thermique 2012Une nouvelle exigence de consommation maximale : 50kWhep/(m2SHON.an) en moyenne Consommation conventionnelle pouvant scarter de la consommation effectiveLa Garantie de Performance Energtique (sujet non trait ici)Le rapport C. Costa/M. Jouvent sur la Garantie de Performance Energtique (GPE) propose lesnouvelles terminologies de GPEI et GRE. Cadre Juridique et technique en constructionDes objectifs partags par les acteurs de la construction : Mieux concevoir et raliser,Mieux exploiter,Mieux communiquerIntrt clarifier les notions de consommations conventionnelles,prvisionnelles et relles2 3. Mieux comprendre les notions de consommations rglementaires, prvisionnelles et rellesLA CONSOMMATION REGLEMENTAIRELes exigences globales RT2012 sur les consommations dnergie Une exigence de rsultat sur la performance globale :Un maximum de 50 kWhep/(mSHON.an) pondr par des coefficients de modulationdpendant pour les immeubles de bureau de la catgorie des locaux (C1 ou C2), de lalocalisation gographique, de laltitude et des missions de gaz effet de serre des nergiesutilises. Une exigence de moyens qui prvoit une obligation de mesure ou destimation desconsommations dnergie par usage.Concernant les immeubles de bureaux, la rglementation impose en particulier lquipement en systmespermettant de mesurer ou de calculer la consommation dnergie pour le chauffage, le refroidissement, laproduction deau chaude sanitaire, lclairage, le rseau des prises de courant et pour les centrales deventilation.3 4. Mieux comprendre les notions de consommationsrglementaires, prvisionnelles et rellesLa consommation calcule dans le cadre de la RT2012 est obtenue par un calcul selon la mthode Th-BCE 2012 , mthode de SimulationEnergtique dynamique (SED) au pas de temps horaire value une consommation conventionnelle sur les 5 postes rglementaires : chauffage,refroidissement, production dECS, clairage et auxiliaires. Elle nintgre donc pas les postes deconsommation lis aux autres usages tels que la bureautique, les ascenseurs etc. est exprime en nergie primaire, diffrente de lnergie finale au compteur facture auconsommateur, correspond une consommation calcule dans des conditions climatiques, doccupation etdutilisation du btiment conventionnelles dfinies par la rglementation=> La consommation calcule :a pour vocation dapprcier les performances nergtiques du btiment climat et usageconstants. Elle permet ainsi de comparer des btiments entre eux du point de vue de leurconceptionna pas pour vocation prdire finement les futures consommations dun btiment donn :du fait du primtre des consommations,et des hypothses conventionnelles de climat et dusage.4 5. Mieux comprendre les notions de consommationsrglementaires, prvisionnelles et rellesLA CONSOMMATION PREVISIONNELLELe calcul prvisionnel a pour objectif de prvoir au mieux les consommations effectives dun btiment donn afin doptimiser le projet la fois dun point de vue technique et conomique.Ce calcul ne relve daucune rglementation, il nest donc pas obligatoire.La consommation prvisionnelle : est obtenue par un calcul sur la base doutils de SED ddis (TRNSYS, VE, ENERGY+), Est value dans des conditions au plus prs du futur environnement climatique du btiment ainsi qu son mode doccupation projet. Par rapport un calcul de consommation rglementaire, le calcul prvisionnel peut par exemple :- utiliser des donnes mto locales plus prcises, - intgrer des scenarii doccupation (horaires douverture, priodes de fermeture,dplacement des collaborateurs, visiteurs etc.), la densit de postes de travail et les quipements debureautique projets etc., - intgrer limpact des futurs usagers (tempratures de consigne, etc.) - intgrer la prvision des consommations des postes non rglementaires dont la partrelative est significative pour les immeubles de bureau basse consommation (et ont un impact sur les postesrglementaires).5 6. Mieux comprendre les notions de consommationsrglementaires, prvisionnelles et rellesLA CONSOMMATION PREVISIONNELLELes limites de la prvision sont lies principalement : aux modles physiques embarqus dans loutil de simulation nergtique. Ces derniersoffrent en effet par dfinition une reprsentation de la ralit toujours perfectible, une connaissance imparfaite au stade de la conception de paramtres susceptiblesde modifier de manire importante la consommation de btiments de derniregnration:.- caractristiques des composants effectivement utiliss en phase deconstruction et leur mise en uvre,- usage du futur btiment (scenarii de prsence et comportement desoccupants) et de son mode de gestion (pilotage des installations techniques etmaintenance),- mconnaissance au stade de la conception des quipements mobiliers.6 7. Mieux comprendre les notions de consommations rglementaires, prvisionnelles et rellesLA CONSOMMATION REELLE*Les causes de diffrence entre consommations prvisionnelles et relles: Les conditions climatiques pendant la priode dobservation sont bien videmmentdiffrentes de celles utilises pour les calculs, Les conditions doccupation. Mme si elles sont bien anticipes en phase deconception, elles sont susceptibles dvoluer fortement durant la vie du btiment, Le comportement des occupants tels que par exemple louverture et la fermeture desfentres et des protections mobiles, les drogations imprimes aux systmes de contrlemis en place, etc.. Les dfauts de mise en uvre ou des non-conformits des composants utiliss.Ce point peut faire lobjet dinvestigations la rception du btiment, cest le casaujourdhui par exemple pour ltanchit lair, La gestion des quipements peut diffrer de celle prvue, en particulier en relationavec des conditions doccupation diffrentes.* Le terme de consommations relles est ici utilis pour dsigner les consommations dnergie finale mesures aux compteurs. Strictosensu, il sagit donc dune consommation relle associe une prcision de mesure.7 8. Mieux comprendre les notions de consommations rglementaires, prvisionnelles et relles ILLUSTRATIONS Immeuble de bureau rcent160 LyonBureautique - VDI140 Consommations dnergie primaire (kWhEP/m/an)Ecarts par postes (Mesures -120 Prvues)ChauffageConsommations prvisionnelles100Consommations mesuresConsommations mesuresmesures 80 Eclairage ~24%~23,7% Postes RT Autres postes 60Consommations prvisionnelles ParkingCuisine onnelles 40 200100 200300 400500 600700 Consommation en nergie primaire : kWhEP/m/an0RefroidissementVentilation AscenseursDivers Ecart mesur/prvu sur consommation totale EP~23,7%-20 Somme des Ecarts mesur/prvu par postes de consommation~24,9%8 9. Mieux comprendre les notions de consommations rglementaires, prvisionnelles et relles ILLUSTRATIONS Immeuble de bureau rcent 100 Rgion Parisienne Chauffage et Ecarts par postes (Mesures - Prvues)Consommations prvisionnellesConsommations dnergie primaire (kWhEP/m/an) 80Consommations mesures Consommations mesures 60uresBureautiqueVentilation ~0.5% 40Postes RTAutres postes Consommations prvisionnellesECSnelles 200 050 100 150 200Eclairage Ascenseurs Consommation en nergie primaire : kWhEP/m/an -20 Ecart mesur/prvu sur consommation totale EP~0,5% -40Somme des Ecarts mesur/prvu parpostes de consommation~47% 9 10. Proposition de cadre mthodologique OBJECTIF:- rapprocher les consommations calcules des consommations mesures en exploitation METHODOLOGIE :- affiner la connaissance du fonctionnement du btiment lors des diffrentes phases en "rejouant" le calcul SED Livraison du btimentConception ConstructionExploitationEntre en serviceAnne 1Anne 2 parfaitachvement Calcul SED Calcul SED Calcul SEDprvisionnel recal excutionrecal exploitation10 11. Proposition de cadre mthodologique Les paramtres explicatifs des consommations et leur possibilit de mesure : Exploitation : Conception ConstructionReception Exploitation Mise au pointClimatEnvironnement climatique Environnement proche (masques,)caractristiques desBtiCaractrisation de lacomposants et leur mise Systmes nergtiquesperformance en phaseen uvreimmobiliersexcutionScnari doccupationConditions dutilisation du Usages des locauxbtiment(zoning)Equipements mobiliersGestions manuelles btiComportement dessystmes et quipementsoccupants mobiliersPilotage desVrificationGestion-rgulation et quipements bti etdes reglagesmaintenance du btiment systmes initiauxNon MesurableMesurable11 12. Proposition de cadre mthodologiqueSur le cycle de vie du btiment, loutil SED est utilis lors des diffrentes phases :Phase de conception- Identification des donnes dentres les plus impactantes qui seront "mesures" en phases deconstruction (paramtres intrinsques) et dexploitation- Premire prvision des consommations futures Phase de construction/rception- "mesure" la rception des paramtres impactant dfinis en phase de conception et correctionventuelle- Re-calcul des consommations sur la base des lments mesurs sur le btiment construit Phase dexploitation- Mesure des donnes hors performances intrinsques- Re-calcul des consommations sur la base des donnes mesures en exploitation- Comparaison avec les consommations observes- Interprtation des rsultats12