RTH4 / REGLES ThBV1988
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Préparation à l’Agrégation de Génie Civil option B THERMIQUE DES EQUIPEMENTS PROJETS CHAUFFAGE REGLEMENTATION THERMIQUE RTH1 / PRESENTATION EVOLUTION DE LA REGLEMENTATION THERMIQUE FRANCAISE 1969 : Le « Code de la Construction et de l’Habitat » impose le renouvellement d’air dans tous les logements neufs, une fois le volume des pièces principales à extraire par heure au minimum. 1974 : Première Réglementation Thermique, suite au premier choc pétrolier de 1973. Règles Th-K sur l’isolation des parois extérieures (revues et modifiées en 75, 77, 80, 81, 82, 85, 88, 89, 91, 93 et 97). Règles Th-G imposant un seuil maximum de déperditions pour chaque logement neuf, avec un objectif de 25% de réduction des consommations énergétiques. 1980 : Label Haute Isolation, procédure volontaire mise en place après le deuxième choc pétrolier. Mise en route de programmes de recherche et d’expérimentation (5000 maisons solaires, H2E85). 1982 : Deuxième Réglementation Thermique, qui fixe un seuil maximum pour le coefficient G, ou pour un nouveau coefficient B représentatif des besoins volumiques annuels de chauffage (prise en compte des apports internes et solaires), avec un objectif de 25% de réduction des consommations énergétiques par rapport à 1974. Instauration d’un Label Haute Performance Energétique et Solaire. 1989 : Troisième Réglementation Thermique, visant toujours une réduction des consommations énergétiques de 25% par rapport à la réglementation précédente, qui introduit les coefficients GV, BV, et C. 1996 à 98 : Normes européennes et ISO unifiant certaines méthodes de calculs (coefficient de transmission des parois, ponts thermiques, planchers chauffants,…) 2000 ? : Quatrième Réglementation Thermique, annoncée en octobre 98 et suivant la même volonté de réduction de la facture énergétique des logements neufs que les précédentes. T. CHASSAIN -1- 769779030 TEXTES ET OBJECTIFS DE LA REGLEMENTATION THERMIQUE 1989 Cette réglementation a été élaborée en fonction des objectifs suivants : Prendre en compte les performances des systèmes de chauffage et d’eau chaude sanitaire, à partir des rendements des installations. Fixer le seuil maximal de consommation énergétique d’un logement. Fixer le seuil maximal des déperditions par les parois des bâtiments autres que d’habitation. Réduire les charges de chauffage et d’eau chaude sanitaire des logements neufs de 1500 à 2000 Francs, soit 160000 TEP/an d’économie globale (par rapport à 1982). Améliorer le confort thermique des logements. Elle est basée sur les textes suivants : Textes Th-K Dates 02/97 Statuts Règles de calculs Th-D Th-G 04/91 04/91 Règles de calculs Règles de calculs Th-BV 07/88 Règles de calculs Th-C 09/93 Règles de calculs 04/88 Exemples de solutions 10/88 Exemples de solutions 10/88 Exemples de solutions 10/88 Exemples de solutions 10/88 Exemples de solutions 09/90 Exemples de solutions Descriptifs Calcul des caractéristiques thermiques utiles des parois de construction Déperditions de base des bâtiments neufs d’habitation Calcul du coefficient GV des bâtiments d’habitation et du coefficient G1 des bâtiments autres que d’habitation Calcul du coefficient BV de besoins de chauffage des bâtiments d’habitation Calcul du coefficient C de performance thermique globale des logements Solutions techniques pour le respect du règlement thermique en maison individuelle Solutions pour faciliter l’application du règlement relatif aux équipements et aux caractéristiques thermiques dans les bâtiments autres que d’habitation : Isolation Thermique Solutions pour faciliter l’application du règlement relatif aux équipements et aux caractéristiques thermiques dans les bâtiments autres que d’habitation : Isolation Thermique Solutions pour faciliter l’application du règlement relatif aux équipements et aux caractéristiques thermiques dans les bâtiments autres que d’habitation : Ventilation Solutions pour faciliter l’application du règlement relatif aux équipements et aux caractéristiques thermiques dans les bâtiments autres que d’habitation : Régulation et programmation du chauffage Solutions pour faciliter l’application du règlement relatif aux équipements et aux caractéristiques thermiques dans les bâtiments autres que d’habitation : Climatisation par machine frigorifique Les règles Th-D 91 sont utilisées pour calculer les déperditions de base des bâtiments neufs d’habitation, sans vérification du respect de la Réglementation Thermique. Elles majorent par sécurité les déperditions par renouvellement d’air. Les normes européennes suivantes unifient les méthodes de calculs citées : NF EN ISO 6946 (P 50-731) (novembre 1996) : Composants et parois de bâtiments Résistance thermique et coefficient de transmission thermique - Méthode de calcul NF EN ISO 10211-1 (P 50-732-1) (novembre 1995) : Ponts thermiques dans le bâtiment - Flux de chaleur et températures superficielles - Partie 1 : Méthodes générales de calcul NF EN ISO 12241 (P 50-733) (octobre 1998) : Isolation thermique des équipements du bâtiment et des installations industrielles - Méthodes de calcul NF EN 1264-1 , 1264-2, 1264-3 (P 52-400-1,2,3 ) (novembre 1998) : Chauffage par le sol Systèmes et composants - Partie 1 : Définitions et symboles, émission thermique, dimensionnement T. CHASSAIN -2- 769779030 PRINCIPES ET PARAMETRES DE LA REGLEMENTATION THERMIQUE Cette réglementation prévoit pour son respect quatre options possibles, chacune répondant à l’objectif global de 25% d’économie en chauffage et ECS par rapport à 1982 : Option 1 : Solutions Techniques sans calculs. Option 2 : Coefficient GV inférieur à une valeur de référence propre au logement. Option 3 : Coefficient BV inférieur à une valeur de référence propre au logement, si l’option 1 n’est pas vérifiée (GVref < GV < 1,2GVref). Option 4 : Coefficient C inférieur à une valeur de référence propre au logement, si l’option 2 n’est pas vérifiée (BV>BVref). Des exigences de confort et d’économie sont prévues : l’installation de chauffage doit permettre d’atteindre au moins 18°C de température résultante sèche au centre des pièces, et des dispositifs de réglage automatique doivent permettre de réduire cette température (ralenti nuit, inoccupation des locaux, …) le cas échéant. Chaque option prend en compte tout ou partie de ces cinq paramètres, en les calculant ou en les assimilant à des valeurs de référence : L’isolation Les menuiseries La ventilation L’ensoleillement Les systèmes de chauffage et d’ECS Options Solutions techniques Th-GV Oui, sans calculs Oui, avec calculs Oui, sans calculs Oui, avec calculs Oui, sans calculs Oui, avec calculs Th-BV Oui, avec calculs Oui, avec calculs Oui, avec calculs Oui, avec calculs Oui, avec calculs Oui, avec calculs Th-C T. CHASSAIN -3- Oui, sans calculs Non, ensoleillement de référence Oui, avec calculs Oui, avec calculs Oui, sans calculs Non, systèmes de référence Non, systèmes de référence Oui, avec calculs 769779030 REGLE D’ECHANTILLONAGE Pour justifier le respect de la Réglementation Thermique, sur des immeubles d’habitation collectifs ou des lotissements de maisons individuelles, les Maîtres d’Ouvrage peuvent appliquer l’une des trois options (GV, BV, C) sur 3 ou 6 logements (pour une opération de plus de 30 logements) représentatifs. Les logements sont classés en fonction de leur rapport P/Sh par intervalles de 0,05, où P désigne le périmètre de plancher extérieur (au niveau du sol pour les maisons individuelles). En fonction des règles ci-dessous, on choisit les logements représentatifs parmi ceux qui sont défavorisés quant à l’orientation des baies vitrées (plus grand rapport Sfn/Sh où Sfn est la surface de baies vitrées orientées de Est-Sud-Est à Ouest-Nord-Ouest via le Nord). T. CHASSAIN -4- 769779030 Préparation à l’Agrégation de Génie Civil option B THERMIQUE DES EQUIPEMENTS RTH2 / SOLUTIONS TECHNIQUES 1. PRINCIPES D’APPLICATION DES SOLUTIONS TECHNIQUES Cette option 1, prend en compte les cinq paramètres fondamentaux, et permet le respect de la réglementation thermique 1989 sans aucun calcul. Elle est destinée à servir de calage aux avant-projets, ou de contrôle de choix à effectuer. Elle peut être pratiquée par les artisans, pour conseiller un maître d’ouvrage. Elle induit évidemment un surdimensionnement des épaisseurs d’isolants à mettre en œuvre, mais par contre propose des solutions constructives limitant les ponts thermiques. Ces solutions techniques s’appuient sur les certifications et marquages des matériaux et équipements, en imposant des combinaisons selon leur niveau de performance qui assurent le respect de Réglementation Thermique 1989. T. CHASSAIN Isolation : 6 niveaux de résistance thermique R (°C/W) certifiés par l’ACERMI. Menuiseries : 4niveaux fonctions de la qualité des vitrages certifiés par l’AVIQ. Ventilation : 4 niveaux fonction des extracteurs et des bouches certifiés par l’AFNOR. Ensoleillement : 3 niveaux (quelconque, façade sud dégagée, véranda au sud). Systèmes de chauffage et d’ECS : 2 ou 3 niveaux par type d’énergie, la certification et le marquage AFNOR des générateurs, ballons et thermostats indiquent le niveau de performance. -5- 769779030 2. SOLUTIONS CONSTRUCTIVES Pour la mise en œuvre de l’isolation thermique, et la validité du niveau d’isolation, les solutions techniques imposent des dispositions constructives, limitant les ponts thermiques, pour quatre type de bâtiments : maçonnerie traditionnelle avec isolation intérieure, maçonnerie traditionnelle avec isolation extérieure, structure à isolation répartie (matériaux isolants porteurs), structure à ossature bois. Figure 1 : Dispositions constructives en isolation intérieure Pour chaque niveau des systèmes de chauffage et d’ECS, et pour différents types d’énergie (gaz, fuel, électricité, bois charbon), les solutions techniques préconisent certaines caractéristiques technologiques : pertes des chaudières, déperditions des ballons d’eau chaude, situation en ou hors volume habitable,…(cf. chapitre 2) Les niveaux des systèmes de ventilation (VMC, fenêtres pariétodynamiques, VMC hygroréglable, VMC double flux) font l’objet d’un descriptif au chapitre 3 et les dispositions de mise en œuvre sont précisées dans une annexe spécifique. T. CHASSAIN -6- 769779030 3. EXEMPLES DE COMBINAISONS DE SOLUTIONS TECHNIQUES Pour l’électricité d’une part, et les autres combustibles d’autre part, et chacune des trois zones climatiques, les Solutions Techniques donnent des combinaisons de niveaux pour la ventilation, l’isolation, les menuiseries et les systèmes de production en fonction de l’ensoleillement. France Zones Climatiques H3 (3) H2 (7) H1 (12) 1 conforme aux normes sans plus 1 quelconque 2 vitrages sud dégagés 3 véranda sud dégagée 2 de référence 3 chaudière à condensation 1 conforme aux normes sans plus 2 de référence 3 chaudière à condensation 1 conforme aux normes sans plus 2 de référence 3 chaudière à condensation 1 classique 2 fenêtres pariétodynamiques 3 hygroréglable A B 1 classique 2 4 5 3 1 classique 2 2 2 3 2 4 3 3 2 1 1 classique 2 4 1 classique 1 classique 2 2 2 1 1 classique 2 4 1 classique 1 classique 2 2 2 1 Figure 2 Combinaisons Zone H2 autres énergies T. CHASSAIN -7- 769779030 Préparation à l’Agrégation de Génie Civil option B THERMIQUE DES EQUIPEMENTS RTH3 / REGLES ThG1991 A : BATIMENTS D’HABITATION 1. DEFINITION GLOBALE DU COEFFICIENT GV Le coefficient GV d’un logement est égal à ses déperditions thermiques, pour un degré d’écart entre les températures intérieure et extérieure (i - e). GV = DP +DP’ +DR en W/°C DP : Déperditions au travers des parois extérieures DP’ :Déperditions au travers des parois donnant sur un espace non chauffé DR : Déperditions par renouvellement d’air 2. DEPERDITIONS PAR TRANSMISSION 21. Déperditions au travers des parois extérieures : DP Leur mode de calcul est détaillé dans les règles Th-D 91 et au chapitre 2 des règles ThG-91 : DP = (K.A) + (k.L) en W/°C K : Coefficient de transmission surfacique en W/m²°C défini par le ThK-77 A : Surface intérieure des éléments de parois donnant sur l’extérieur k : Coefficient de transmission linéique en W/m°C des liaisons d’éléments de parois donnant sur l’extérieur défini par le ThK-77 L : Longueur intérieure des liaisons Les déperditions par transmission d’une paroi peuvent également s’exprimer avec Kg, le coefficient global de déperditions qui s’exprime par : DP = (Kg.A) avec Kg = ((K.A) + (k.L))/A en W/°C Il est plus particulièrement utilisé pour les parois parallèles et les menuiseries. Pour les vitrages du volume habitable, on utilise le coefficient global jour-nuit Kjn tenant compte des voilages et volets. Pour les ouvrants des dépendances non chauffées, on utilise leur coefficient Kn de la paroi vitrée nue. Pour les parois enterrées ou sur terre-plein, on ne tient compte que de la transmission linéique (k.L) entre la paroi et le sol (paragraphe 2,4 du ThK-77). T. CHASSAIN - Page 8- 769779030 22. Déperditions vers les espaces non chauffés DP’ Les déperditions vers les espaces non chauffés (combles, vide sanitaire, cave, cellier, garage,...) adjacents au volume habitable sont réduites par un coefficient de réduction de température Tau, la température n, régnant dans l’espace non chauffé étant intermédiaire entre i et e. DP’ = Tau.[(K.A) + (k.L)] en W/°C La valeur de Tau résulte de l’écriture de l’équilibre thermique entre le local chauffé et l’espace non chauffé : Tau i n De Ac De i e LC i LNC n AC DE Ext e AC : Apports du local chauffé vers l’espace non chauffé, par degré d’écart (i-n) DE : Déperditions de l’espace non chauffé, renouvellement d’air compris, vers l’extérieur, par degré d’écart (n-e) Les paragraphes 2,22 à 2,24 du règlement donnent les éléments nécessaires aux calculs de Tau pour les espaces non chauffés courants. 23. Déperditions des parois chauffantes Il y a lieu de majorer les déperditions d’une paroi chauffante en contact avec l’extérieur ou un espace non chauffé, pour tenir compte des pertes d’énergie vers ce dernier lors du dimensionnement des éléments chauffants. Le chapitre 2,4 du ThG-91 expose divers cas de figures, on retiendra le cas courant du plancher chauffant en contact avec un local non chauffé : dDP Ri 1 Ri K . Tau D. C en W/°C Ri est la résistance thermique du plancher au-dessus du plan chauffant, prise égale forfaitairement à 0,2 m²°C/W D est la somme des déperditions du local chauffé, y compris le renouvellement d’air C est la fraction des déperditions couvertes par le plancher chauffant, en général 100% K est le coefficient de déperditions du plancher Tau est le coefficient de réduction de température de l’espace non chauffé T. CHASSAIN - Page 9- 769779030 3. DEPERDITIONS PAR RENOUVELLEMENT D’AIR 31. Généralités Si un débit d’air ambiant est extrait du local, par ventilation et perméabilité des façades, les déperditions par renouvellement d’air représente la puissance, par degré d’écart (i-e), nécessaire au chauffage du débit d’air neuf correspondant introduit dans le local. Pour un local normalement isolé, DR peut représenter 30% de GV, plus l’isolation sera importante, plus ce pourcentage augmentera. DR = 0,34.(Qv + Qs) en W/°C 0,34 est la chaleur volumique de l’air en W.h/m 3.°C Qv est le débit spécifique de ventilation en m 3h Qs est le débit supplémentaire lié aux effets du vent et à la perméabilité des façades, en m3h 31. Débit spécifique de ventilation Qv est égal à la somme des débits des bouches d’extraction (qv), qui sont définis par le Code de la Construction et de l’Habitat (cf cours de Ventilation). Ces débits d’extraction sont à moduler entre leurs valeurs minimales et maximales : qv = (1-a).qmini + a.qmaxi a vaut 1 pour les bouches à débit constant a vaut1/12 pour les bouches à deux positions a vaut 1/24 pour les bouches temporisées Pour les cas particuliers de la Ventilation Naturelle et Double Flux, on se reportera au chapitre 3,13. 32. Débit supplémentaire Qs est complexe à établir. Les cas particuliers de la Ventilation Double Flux, de la présence d’un échangeur de chaleur, de l’introduction d’air par un espace tampon (véranda) intermédiaire sont traités dans le chapitre 3,14. Pour le cas courant de la VMC Simple Flux, Qs est calculé par : e Qs P. 1 d Qv e P 2 e est le coefficient d’exposition au vent défini en Annexe 6 d vaut 1,55 pour les logements à simple exposition, et 1,15 pour les autres P est la perméabilité à l’air du logement, défini en Annexe 5, il dépend de la présence des entrées d’air, des amenées d’air pour cheminées, des conduits de fumées, des ouvrants, des coffres de volets roulants et des parois opaques. 33. Calcul pièce par pièce Pour le dimensionnement ultérieur des équipements de chauffage, on a besoin de répartir pièce par pièce les déperditions par renouvellement d’air. On définit la perméabilité Pi d’une pièce i (voir chapitre 1,2 Annexe 5), et DRi sera calculée par : DRi = DR.(Pi/P) 34. Cas Particulier de la VMC hygroréglable Ces systèmes de permettent de limiter DR, en modulant les débits de ventilation et on diminue à posteriori la valeur de GV de 2,5.DG.Sh, où DG est fourni par l’Avis Technique du système. T. CHASSAIN - Page 10- 769779030 4. CALCUL DU COEFFICIENT Gvref S1 S5 S4 S6 S3 S2 Le coefficient GVref est égal à la somme des déperditions de référence : DPref + DRref. En logement individuel : DPref = aS1 + bS2 + cS3 + dS4 + eS5.(RCL+0,3) où les coefficients sont fonctions du type de chauffage et RCL représente le rapport de surface de clair des ouvrants par rapport à leur surface en tableau. En logement collectif : DPref = f.(S1+S2) + gS3 + hS4 + iS5.(RCL+0,3) + jS6 où les coefficient sont fonctions du type de chauffage et où S6 désigne les surfaces en contact avec des espaces non chauffés. Les déperditions par renouvellement d’air de référence DPref sont égales à 0,34.(Qvref+Qsref) où : Qvref = (11.Qemref + QeMref) / 12 où Qemref et QeMref désignent les débits extraits minimal et maximal de référence (voir chapitre 4,22). Qsref = m.Sh où Sh est la surface habitable du logement et m un coefficient fonction des caractéristiques du logement (voir chapitre 4,22). L’option 2 de la réglementation thermique sera satisfaite si GV<Gvref, sinon il faudra passer à l’option3 (Th-BV) sous réserve que GV<1,2.Gvref. T. CHASSAIN - Page 11- 769779030 B : BATIMENTS AUTRES QUE D’HABITATION 1. DEFINITION DU COEFFICIENT G1 Le coefficient G1 d’un bâtiment autre que d’habitation est égal aux déperditions par les parois, pour un degré d’écart (i - e), divisées par le volume intérieur net chauffé : G1 = DP / V en W/m3°C Les déperditions par renouvellement d’air ne rentrent pas en compte dans G1, mais il est nécessaire de les évaluer pour dimensionner les équipements de chauffage. Elles seront égales à : DR = 0,34.(Qv + Qs) en W/°C Le débit spécifique de ventilation Qv sera choisi en fonction du type de bâtiment et du nombre d’occupants (voir document CSTB « Exemples de solutions pour faciliter l’application de la réglementation dans les bâtiments autres que d’habitation - Ventilation »). Le débit supplémentaire Qs ne devra pas excéder 0,2.Qv et sera évalué selon la méthode des chapitres 3,21 et 3,22. 2. CALCUL DU COEFFICIENT G1ref La valeur limite du coefficient G1, G1ref, a pour expression : G1ref = e + (aA1 + bA2 + cP + dA3)/V A1, A2 sont respectivement les surfaces opaques verticales et horizontales en contact avec l’extérieur ou avec un espace non chauffé. A3 représente les surfaces transparentes en contact avec l’extérieur ou avec un espace non chauffé. P est le périmètre extérieur des locaux chauffés. V est le volume chauffé. a, b, c, d, e sont de coefficients dépendant de la catégorie des locaux, de leur inertie thermique, du type de chauffage et de la zone climatique (voir chapitre 5,21) L’inertie thermique des bâtiments est évaluée selon une méthode simplifiée à l’annexe 2. Le coefficient G1ref peut être augmenté d’une valeur dépendant de l’indice solaire Is de ses parois transparentes (voir chapitre 5,22) : Is ( A. S . ) V A surfaces transparentes S facteur solaire des menuiseries(5,222) coefficient d’orientation et d’ombrage (5,223) L’option 2 de la réglementation thermique sera satisfaite si G1<G1ref, et Qs<0,2Qv. T. CHASSAIN - Page 12- 769779030 Préparation à l’Agrégation de Génie Civil option B THERMIQUE DES EQUIPEMENTS RTH4 / REGLES ThBV1988 1. DEFINITION GLOBALE DU COEFFICIENT BV Le coefficient BV d’un logement est égal à ses besoins annuels de chauffage, pour un degré d’écart entre les températures intérieure et extérieure (i - e), pendant la saison de chauffe (saison légale de chauffe du 20 octobre au 20 mai). BV = GV.(1 - F) en W/°C GV : Coefficient de déperditions du logement F : Coefficient d’apports gratuits (Solaires et Internes) 2. APPORTS SOLAIRES 21. Expression Leur valeur est donnée par : As = Sse.E en kWh E : Energie solaire reçue par une paroi verticale orientée au sud pendant la saison de chauffe en kWh/m² Sse : Surface transparente Sud Equivalente, qui est une surface fictive de paroi verticale orientée au sud, et qui recevrait la même énergie solaire que l’ensemble des parois du logement 22. Modes de calcul de Sse La surface Sud Equivalente peut être évaluée forfaitairement à partir du tableau suivant : Classe d’ensoleillement Ensoleillement quelconque Vitrages Sud dégagés Véranda Sud dégagée Maisons individuelles Sse = 0,028.Sh Sse = 0,045.Sh Sse = 0,055.Sh Immeubles collectifs Sse = 0,023.Sh Sse = 0,030.Sh Sse = 0,035.Sh Vitrages Sud dégagés : Les parois vitrés orientées du sud-est au sud-ouest ont une surface supérieure ou égale à 1/9°Sh, et les masques sont vus sous un angle inférieur à 15° au centre de la façade. Véranda Sud dégagée : Conditions précédentes remplies ;de plus la véranda est orientée du sud-est au sud-ouest, et les parois qui réunissent la véranda au logement représent au moins 1/6°Sh en habitat individuel ou 1/10°Sh en collectif. T CHASSAIN - 13 - 769779030 Le chapitre 2.12 propose une méthode de calcul détaillée de Sse : Sse = A.Fts.Fe.C1 en m² A : Surface de la paroi considérée C1 : Coefficient d’inclinaison et d’orientation, il permet de rapporter l’énergie reçue par une paroi quelconque à celle reçue par une paroi verticale sud (chap 2.12) Fe = Fe1.Fe2 (chap. 221, 222, et annexe 2) Fe1 : facteur d’ensoleillement prenant en compte les ombres liées au bâtiment (balcon, loggia, avancées, arêtes,...) Fe2 : facteur d’ensoleillement prenant en compte les ombres liées à l’environnement (arbres, autres bâtiments,...) Fts : facteur de transmission solaire, mesurant la proportion d’énergie transmise au travers de la paroi parois vitrées : Fts = 0,85.S (chap. 231) parois opaques simples : Fts = 0,3.K/he (chap. 232) parois à effet de serre (annexe 3) espaces tampons, combles, garages (annexe 4) espaces tampons vitrés, vérandas (chap. 24) 3. APPORTS INTERNES Ils sont calculés forfaitairement en prenant 100 Wh par jour de chauffe et m² de surface habitable. Comme les périodes de chauffage varient avec les zones climatiques, Ai est donné par le tableau suivant : Zones climatiques Ai en kWh H1 22,9.Sh H2 21,7.Sh H3 18,1.Sh France Zones Climatiques H3 (3) H2 (7) H1 (12) 4. CALCUL DU FACTEUR D’APPORTS GRATUITS Le facteur d’apports gratuits F est déterminé à partir d’abaques F(X) (chap 13), calculées pour différentes classes d’inertie thermique (annexe 1). En ne comptant que les masses situées du côté intérieur des isolants, on évalue la masse utile par m² de surface habitable, qui permet de choisir la classe d’inertie : T CHASSAIN - 14 - 769779030 Masse par m² habitable kg/m² m < 100 100 m < 150 150 m < 400 400 m Inertie très faible faible moyenne forte X exprime le rapports apports gratuits / déperditions : X As Ai GV . DH As : apports solaires Ai : apports internes DH : milliers de degrés - heures de la saison de chauffe, ou cumul des écarts (i - e(t)) multipliés par les durées correspondantes Les données climatiques pour la saison de chauffe de chaque région sont les suivantes : Zones N durée de la saison de chauffe en 103h DH en 103°Ch E en kW/m² H1 5,5 H2 5,2 H3 4,35 63 410 52 440 37 460 5. CALCUL DU COEFFICIENT BVref Le coefficient BVref est défini pour un ensoleillement quelconque par : BVref = GVref.(1 - Fref) Fref est calculé en fonction de l’inertie du logement par les mêmes fonctions F(X), mais avec Xref égal à, en zone H2 ( voir chap. 32 pour autres zones) : Xref = 0,654.Sh/GVref en maison individuelle Xref = 0,612.Sh/GVref en logements collectifs L’option 3 de la réglementation thermique sera vérifiée si BV<Bvref, sinon il faudra passer à l’option 4 (Th-C) 6. ESTIMATION DES BESOINS ENERGETIQUES POUR LE CHAUFFAGE A partir de la notion de degrés jours unifiés base 18°C, on peut estimer en avant projet les besoins énergétiques d’un logement pour le chauffage, sous réserve du rendement de l’installation : Bch 86,4.103.BV .D ju18 T CHASSAIN - 15 - en Joules. 769779030 Préparation à l’Agrégation de Génie Civil option B THERMIQUE DES EQUIPEMENTS RTH5 / REGLES ThC-1988 1. DEFINITION GLOBALE DU COEFFICIENT C Le coefficient C d’un logement traduit ses performances énergétiques globales. Il est exprimé en UEE unités énergétiques équivalentes, qui permettent de comparer les quatre consommations composants le coefficient C, quelque soit leur type d’énergie spécifique, à savoir : Cch : consommation énergétique annuelle pour le chauffage en kWh Cec : consommation énergétique annuelle pour l’eau chaude sanitaire en kWh Cax : consommation annuelle des auxiliaires (pompes, ventilateurs, ...) en kWh Iaur : incidence des autres usages et redevances (abonnements EDF/GDF, ...) Les trois consommations sont transformées en UEE par trois coefficients d’équivalence cech, ceec, ceax (valeurs au chapitre 42) : C = Cch.cech + Cec.ceec + Cax.ceax + Iaur 2. CONSOMMATION ANNUELLE POUR LE CHAUFFAGE La consommation énergétique annuelle pour le chauffage Cch est donnée par la formule suivante : Cch = Bch.I / Rch Bch Besoins en chauffage : ils sont égaux au coefficient BV du logement multipliés par les milliers de degrés-heures de chauffage annuels, auxquels on ôte les pertes énergétiques récupérables Prs (valeurs forfaitaires aux chapitres 215 et 216, calculs détaillés aux annexes 2, 3, 4), dans le volume habitable, des équipements de chauffage et d’ECS, pondérées par leur rendement de récupération Rrp. Bch = BV.DH - Prs.Rrp I Facteur d’intermittence : il traduit les baisses momentanées de température, lors de ralenti nuit ou d’inoccupation des locaux (mode de calcul au chapitre 2) Rch Rendement du système de Chauffage : il est égal au produit des quatre rendements suivants : T CHASSAIN Re : rendement d’émission des corps de chauffe (chap.23) Rr : rendement de régulation (chap.24) Rdc : rendement de distribution du fluide chauffant (chap.25 ou annexe 1) Rgc : rendement du générateur de chaleur (chap.26) Page 16- 769779030 3. CONSOMMATION ANNUELLE POUR L’EAU CHAUDE Elle s’exprime par le rapport des besoins annuels Bec, divisés par le rendement Rec du système de production d’eau chaude sanitaire. Bec Besoins en ECS : évalués forfaitairement à 21 kWh/m² de surface habitable Rec Rendement du système de production ECS : il est égal au produit des trois rendements suivants : Rde : rendement de distribution (chap.32 ou annexe 2) Rs : rendement de stockage (chap.33 ou annexe 4 pour le calcul détaillé des déperditions thermiques des ballons) Rge : rendement de génération, égal à 1 pour les chauffe-eau électriques à accumulation 4. CONSOMMATIONS DES AUXILIAIRES ET AUTRES USAGES La consommation des auxiliaires Cax des systèmes de chauffage et d’ECS, ainsi que les autre usages (de l’énergie...) et redevances Iaur, sont évalués forfaitairement selon le logement, en kWh/m² habitable (valeurs aux chap.41 et 43). 5. COEFFICIENT DE REFERENCE Cref Ce coefficient est évalué à partir de Gvref et Bvref. Il suppose que les systèmes de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire sont de référence. Des tableaux de données de référence (chap.53) permettent d’évaluer tous les paramètres intervenant dans le calcul de Cref, qui est totalement similaire à celui de C : Bchref, Becref, Prsref, Caxref, Iaurref, et tous les rendements. Des compléments réactualisés à ces règles de calcul (1992) permettent d’entreprendre le calcul de C pour des systèmes particuliers : biénergie, solaire, polycombustibles solides, PAC, chauffage aéraulique. T CHASSAIN Page 17- 769779030
