Confort estival - Comment éviter la surchauffe? Exemples pratiques

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Présentation de Manuel Bauer, ESTIA SA, dans le cadre du séminaire d'échange : Confort estival - Comment éviter la surchauffer? le 20 novembre 2014 et le 22 janvier 2015 à Yverdon

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Confort estival - Comment éviter la surchauffe? Exemples pratiques

  1. 1. www.minergie.ch Confort estival – Comment éviter la surchauffe ? Exemples pratiques et Atelier
  2. 2. www.minergie.ch Manuel Bauer, Dr ès Sc, ing. Physicien Estia SA EPFL Innovation Park 1015 Lausanne Document élaboré par MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  3. 3. www.minergie.ch Programme de l’atelier Présentation de 3 cas pratiques de surchauffe - école, administration, habitation (ems) Travail par groupe (4 à 5 personnes) (15 min / thème) - quelles solutions à apporter Présentation (20 min / thème) - résultats des groupes - synthèse MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  4. 4. www.minergie.ch Atelier 1: Surchauffe estivale dans un collège Cas critique à rénover L’Ecole construite en 2003 rencontre de graves problèmes de surchauffe La température intérieure monte régulièrement à plus de 33 °C dans les salles de classe Des films “antisolaires” ont été installés, mais le résultat est insuffisant MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  5. 5. www.minergie.ch Caractéristiques de la zone étudiée: salle de classe Ouvrants ➔ Sud-Ouest : 3 ouvrants manuels à projection (2.0 m x 0.35 m) (espace ouvrant env. 15cm) ➔ Sud-Est : 2 ouvrants manuels à projection (2.0 m x 0.35 m) (espace ouvrant env. 15cm) Inertie thermique du local ➔ Parois intérieures OSB/ Ossature bois et isolation ➔ Plafond ossature bois avec revêtement acoustique ➔ Sol avec chape ciment 7 cm, revêtement lino Protection solaire ➔ Stores toile, brun foncé, droit en partie haute, à projection en partie inférieure Façade Sud-Ouest Façade Sud-Est MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  6. 6. www.minergie.ch Caractéristiques: salle de classe Orientation Sud-ouest (235°) Facteurs d’ombrage en été Classes SO: environ 10% (masques dus à un arbre proche) Valeur g vitrage 0.38 (vitrage double clair isolant à basse émissivité, avec film 3m night vision 25) Valeur g vitrage + protections solaires 0.12 (partie haute, sur 2m) vitrage combiné à une protection solaire extérieure (store en toile entièrement baissée: toile Soltis 92 brun foncé) 0.12 à 0.38 (partie basse, sur 1m) Surface de fenêtres SO 25.5 m2 SE 1.4 m2 Fraction de cadre des fenêtres <10 % Gains internes 20 élèves 6h/j + 1 adulte 8h/j + 150 W (2 ordi) 4h/jour proche de SIA 2024 pour une salle de classe. MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  7. 7. www.minergie.ch Simulation: situation actuelle salle de classe Hypothèses : - Ventilation optimale par TOUS les ouvrants (lorsque Te<Ti) - Avec stores : stores fermés toute la journée. - Jour chaud d’été (non extrême) MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  8. 8. www.minergie.ch Overheating hours Reference case 814h
  9. 9. www.minergie.ch Caractéristiques de la zone étudiée: espace de circulation Périmètre du local ➔ Les circulations se situent en partie arrière nord et contiennent l’espace WC. Les deux étages communiquent par la cage d’escalier ouverte. Ouvrants ➔ Toiture : 1 coupole ouvrante à projection motorisée 1.2 m x 1.2 m ➔ Nord-Est : 3 ouvrants manuels à projection largeur 2.0 m x hauteur 0.35 m (hauteur efficace 0.15 m) et 2 ouvrants condamnés (à la suite de rentrées d’eau). Façade Nord-Ouest Façade Nord-Est MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  10. 10. www.minergie.ch Caractéristiques espace de circulation Orientation Baie vitrée importante au nord-ouest et sud-est ouvertures au nord-est Facteurs d’ombrage en été NO: masque du à l’horizon proche dès 19h en été NE: masque important permanent à l’arrière du bâtiment SE: horizon dégagé pour le vitrage à l’étage Valeur g vitrage 0.38 (vitrage double clair isolant à basse émissivité, avec film 3m night vision 25) Valeur g vitrage + protections solaires Pas de protection solaire dans la configuration actuelle Surface de fenêtres principales NO: 18.5 m2 NE: 8.5 m2 SE: 17.1 m2 Fraction de cadre des fenêtres <10 % Gains internes Négligeables MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  11. 11. www.minergie.ch Plan d’étage MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  12. 12. www.minergie.ch Résultat: situation actuelle espace de circulation Hypothèses : - Abse nce de ventilation MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  13. 13. www.minergie.ch Atelier 1: Surchauffe estivale dans un collège Questions à traiter, pour chacune des zones (couloir et classes) -Discuter les principes mis en oeuvre pour le confort d’été -Quelles sont les causes de la surchauffe -Discuter différentes pistes d’amélioration: simplicité mise en oeuvre, coût, efficacité au niveau du confort d’été MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  14. 14. www.minergie.ch Atelier 2: comparatif de façades types Conception d’un bâtiment neuf Projet de bâtiment administratif Minergie à façade lisse Il s’agit d’optimiser à la fois, la performance d’été, d’hiver, la lumière naturelle, tout en respectant l’aspect architectural souhaité MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  15. 15. www.minergie.ch Atelier 2: comparatif de façades types caractériser les variantes de base selon les critères du tableau ci-dessous Variantes de base 2 doubles virages clairs Store à lamelles, Espace d’air fermé «respirant» 1 double vitrage, 1 écran simple Store à lamelles canal ventilé (double-peau) 2 doubles virages clairs Store à lamelle Espace d’air fermé «respirant» allège pleine isolée lumière protection solaire isolation façade A B C MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  16. 16. www.minergie.ch Atelier 2: comparatif de façades types Optimisations possibles Optimisation possible Ecran extérieur simple vitrage Allège opaque isolée Ventilation vitrage extérieur 5cm (haut+bas) lumière protection solaire isolation façade A CB MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  17. 17. www.minergie.ch Atelier 2: comparatif de façades types Quelles sont les fonctions de l’écran extérieur ? Pourrait-on encore optimiser ces façades sur les aspects lumière, protection solaire et isolation , mais en modifiant l’aspect extérieur ? Discuter les possibilités de rafraichissement dans un bâtiment fermé Discuter les possibilités d’apporter de l’inertie thermique dans un bâtiment administratif MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  18. 18. www.minergie.ch Atelier 3: atrium dans un bâtiment d’habitation Cas critique à rénover Surchauffes dans l’atrium d’un home pour personnes agées – Bâtiment des années 90 – Chambres sur l’extérieur avec balcon et protections solaires – Verrière dans l’espace intérieur 64 m2 MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  19. 19. www.minergie.ch Atelier 3: atrium dans un bâtiment d’habitation Surchauffes dans l’atrium d’un home pour personnes agées – Problème de surchauffe aggravé depuis l’enlèvement de films antisolaires dégradés – Bâche provisoire installée pendant l’été 2003 (canicule) – Le dernier étage est surchauffé en été MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015
  20. 20. www.minergie.ch Atelier 3: atrium dans un bâtiment d’habitation Expliquer la problématique de l’atrium est été (pourquoi l’étage du haut est surchauffé, comment rentre la chaleur, comment peut-elle sortir) Estimer la puissance du rayonnement solaire entrant en admettant une verrière en double vitrage clair Discuter différentes variantes pour améliorer la situation Comment rafraichir les locaux du 3ème étage MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015

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