Présentation CSTB matinée 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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Présentation CSTB matinée technique IFPEB-CSTB

  1. 1. Matinée technique IFPEB - 28 novembre 2012Mieux comprendre les notions de consommations règlementaires, prévisionnelles et réelles CSTB-IFPEB
  2. 2. Mieux comprendre les notions de consommations règlementaires, prévisionnelles et réellesEléments de contexte :La Règlementation thermique 2012Une nouvelle exigence de consommation maximale : 50kWhep/(m2SHON.an) en moyenne• Consommation conventionnelle pouvant s’écarter de la consommation effectiveLa Garantie de Performance Energétique (sujet non traité ici)Le rapport C. Costa/M. Jouvent sur la Garantie de Performance Energétique (GPE) propose lesnouvelles terminologies de GPEI et GRE.• Cadre Juridique et technique en constructionDes objectifs partagés par les acteurs de la construction : Mieux concevoir et réaliser, Mieux exploiter, Mieux communiquer•Intérêt à clarifier les notions de consommations conventionnelles,prévisionnelles et réelles2
  3. 3. Mieux comprendre les notions de consommations règlementaires, prévisionnelles et réelles LA CONSOMMATION REGLEMENTAIRE Les exigences globales RT2012 sur les consommations d’énergie • Une exigence de résultat sur la performance globale : Un maximum de 50 kWhep/(m²SHON.an) pondéré par des coefficients de modulation dépendant pour les immeubles de bureau de la catégorie des locaux (C1 ou C2), de la localisation géographique, de l’altitude et des émissions de gaz à effet de serre des énergies utilisées. • Une exigence de moyens qui prévoit une obligation de mesure ou d’estimation des consommations d’énergie par usage. Concernant les immeubles de bureaux, la règlementation impose en particulier l’équipement en systèmes permettant de mesurer ou de calculer la consommation d’énergie pour le chauffage, le refroidissement, la production d’eau chaude sanitaire, l’éclairage, le réseau des prises de courant et pour les centrales de ventilation.3
  4. 4. Mieux comprendre les notions de consommations règlementaires, prévisionnelles et réellesLa consommation calculée dans le cadre de la RT2012• est obtenue par un calcul selon la méthode Th-BCE 2012 , méthode de Simulation Energétique dynamique (SED) au pas de temps horaire• évalue une consommation conventionnelle sur les 5 postes règlementaires : chauffage, refroidissement, production d’ECS, éclairage et auxiliaires. Elle n’intègre donc pas les postes de consommation liés aux autres usages tels que la bureautique, les ascenseurs etc.• est exprimée en énergie primaire, différente de l’énergie finale « au compteur » facturée au consommateur,• correspond à une consommation calculée dans des conditions climatiques, d’occupation et d’utilisation du bâtiment conventionnelles définies par la règlementation=> La consommation calculée :a pour vocation d’apprécier les performances énergétiques du bâtiment à climat et usage constants. Elle permet ainsi de comparer des bâtiments entre eux du point de vue de leur conceptionn’a pas pour vocation à prédire finement les futures consommations d’un bâtiment donné : du fait du périmètre des consommations, et des hypothèses conventionnelles de climat et d’usage.4
  5. 5. Mieux comprendre les notions de consommations règlementaires, prévisionnelles et réellesLA CONSOMMATION PREVISIONNELLELe calcul prévisionnel a pour objectif de prévoir au mieux les consommations effectives d’un bâtiment donné afin d’optimiser le projet à la fois d’un point de vue technique et économique.Ce calcul ne relève d’aucune règlementation, il n’est donc pas obligatoire.La consommation prévisionnelle :• est obtenue par un calcul sur la base d’outils de SED dédiés (TRNSYS, VE, ENERGY+…),• Est évaluée dans des conditions au plus près du futur environnement climatique du bâtiment ainsi qu’à son mode d’occupation projeté.• Par rapport à un calcul de consommation règlementaire, le calcul prévisionnel peut par exemple : - utiliser des données météo locales plus précises, - intégrer des scenarii d’occupation (horaires d’ouverture, périodes de fermeture, déplacement des collaborateurs, visiteurs etc.), la densité de postes de travail et les équipements de bureautique projetés etc., - intégrer l’impact des futurs usagers (températures de consigne, etc.) - intégrer la prévision des consommations des postes « non règlementaires » dont la part relative est significative pour les immeubles de bureau basse consommation (et ont un impact sur les postes règlementaires).5
  6. 6. Mieux comprendre les notions de consommations règlementaires, prévisionnelles et réelles LA CONSOMMATION PREVISIONNELLE Les limites de la prévision sont liées principalement : • aux modèles physiques embarqués dans l’outil de simulation énergétique. Ces derniers offrent en effet par définition une représentation de la réalité toujours perfectible, • à une connaissance imparfaite au stade de la conception de paramètres susceptibles de modifier de manière importante la consommation de bâtiments de dernière génération: . - caractéristiques des composants effectivement utilisés en phase de construction et à leur mise en œuvre, - usage du futur bâtiment (scenarii de présence et comportement des occupants) et de son mode de gestion (pilotage des installations techniques et maintenance), - méconnaissance au stade de la conception des équipements mobiliers.6
  7. 7. Mieux comprendre les notions de consommations règlementaires, prévisionnelles et réelles LA CONSOMMATION REELLE* Les causes de différence entre consommations prévisionnelles et réelles: • Les conditions climatiques pendant la période dobservation sont bien évidemment différentes de celles utilisées pour les calculs, • Les conditions d’occupation. Même si elles sont bien anticipées en phase de conception, elles sont susceptibles d’évoluer fortement durant la vie du bâtiment, • Le comportement des occupants tels que par exemple l’ouverture et la fermeture des fenêtres et des protections mobiles, les dérogations imprimées aux systèmes de contrôle mis en place, etc.. • Les défauts de mise en œuvre ou des non-conformités des composants utilisés. Ce point peut faire l’objet d’investigations à la réception du bâtiment, c’est le cas aujourdhui par exemple pour l’étanchéité à l’air, • La gestion des équipements peut différer de celle prévue, en particulier en relation avec des conditions doccupation différentes. * Le terme de consommations « réelles » est ici utilisé pour désigner les consommations d’énergie finale mesurées aux compteurs. Stricto sensu, il s’agit donc d’une consommation « réelle » associée à une précision de mesure.7
  8. 8. Mieux comprendre les notions de consommations règlementaires, prévisionnelles et réelles ILLUSTRATIONS Immeuble de bureau récent 160 Lyon Bureautique - VDI 140 Consommations dénergie primaire (kWhEP/m²/an) Ecarts par postes (Mesurées - 120 Prévues) Chauffage Consommations prévisionnelles 100 Consommations mesurées Consommations mesuréesmesurées 80 Eclairage ~24% ~23,7% Postes RT Autres postes 60 Consommations prévisionnelles Parking Cuisine onnelles 40 20 0 100 200 300 400 500 600 700 Consommation en énergie primaire : kWhEP/m²/an 0 Refroidissement Ventilation Ascenseurs Divers Ecart mesuré/prévu sur consommation totale EP ~23,7% -20 Somme des Ecarts mesuré/prévu par postes de consommation ~24,9% 8
  9. 9. Mieux comprendre les notions de consommations règlementaires, prévisionnelles et réelles ILLUSTRATIONS Immeuble de bureau récent 100 Région Parisienne Chauffage et Ecarts par postes (Mesurées - Prévues) Consommations prévisionnelles Consommations dénergie primaire (kWhEP/m²/an) 80 Consommations mesurées Consommations mesurées 60urées Bureautique Ventilation ~0.5% 40 Postes RT Autres postes Consommations prévisionnelles ECSnelles 20 0 0 50 100 150 200 Eclairage Ascenseurs Consommation en énergie primaire : kWhEP/m²/an -20 Ecart mesuré/prévu sur consommation totale EP ~0,5% -40 Somme des Ecarts mesuré/prévu par postes de consommation ~47% 9
  10. 10. Proposition de cadre méthodologique OBJECTIF: - rapprocher les consommations calculées des consommations mesurées en exploitation METHODOLOGIE : - affiner la connaissance du fonctionnement du bâtiment lors des différentes phases en "rejouant" le calcul SED Livraison du bâtiment Conception Construction Exploitation Entrée en service Année 1 Année 2 parfait achèvement Calcul SED Calcul SED Calcul SED prévisionnel recalé exécution recalé exploitation10
  11. 11. Proposition de cadre méthodologique Les paramètres explicatifs des consommations et leur possibilité de mesure : Exploitation : Conception Construction Reception Exploitation Mise au point ClimatEnvironnement climatique Environnement proche (masques,…)caractéristiques des Bâti Caractérisation de lacomposants et leur mise Systèmes énergétiques performance en phaseen œuvre immobiliers exécution Scénari d’occupationConditions dutilisation du Usages des locauxbâtiment (zoning) Equipements mobiliers Gestions manuelles bâtiComportement des systèmes et équipementsoccupants mobiliers Pilotage des VérificationGestion-régulation et équipements bâti et des reglagesmaintenance du bâtiment systèmes initiaux Non Mesurable Mesurable11
  12. 12. Proposition de cadre méthodologiqueSur le cycle de vie du bâtiment, loutil SED est utilisé lors des différentes phases : Phase de conception- Identification des données dentrées les plus impactantes qui seront "mesurées" en phases deconstruction (paramètres intrinsèques) et dexploitation- Première prévision des consommations futures Phase de construction/réception- "mesure" à la réception des paramètres impactant définis en phase de conception et correctionéventuelle- Re-calcul des consommations sur la base des éléments mesurés sur le bâtiment construit Phase dexploitation- Mesure des données hors performances intrinsèques- Re-calcul des consommations sur la base des données mesurées en exploitation- Comparaison avec les consommations observées- Interprétation des résultats12

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