Actes 2 - Euromed Heritage

43
SeSSion 2
patrimoine
bÂti et
réGLementation
énerGétique
Comparaison européenne
entre dispositifs juridiques
heritage and energy
regUlation
Comparison between European legal frameworks
La session est présidée par Stéphane Demeter, Président d’ICOMOS Belgique.
Session chaired by Stéphane Demeter, President of ICOMOS Belgium
Session chaired by Jean-Louis Luxen, Euromed Heritage legal expert
Comment les règles et les normes
influent-elles sur les pratiques
des acteurs ? Quelles sont les
caractéristiques des différentes
transpositions nationales de la
directive européenne 2002/91/CE
qui ouvre la possibilité aux Etats-
membres de ne pas fixer d’exigences
pour certains bâtiments ? Quelles
applications en sont données selon
les contextes de chacun des pays ?
What is the influence of rules
and standards on the stakeholders’
way of dealing with heritage?
What are the characteristics of
the various national transpositions
of the 2002/91/EC European directive
regarding the ability to exclude
certain buildings? How is it applied
according to context in each country?
SeSSion 2

44
acteS du coLLoque
45
SeSSion 2
–
Le développement durable constitue
aujourd’hui un objectif inévitable,
en Europe comme autour de la
Méditerranée. Il est ainsi légitime qu’intervienne
une baisse de la consommation énergétique.
Celle-ci doit se faire de la manière la plus juste
possible, notamment pour le patrimoine car la
conservation du patrimoine apparaît tout aussi
légitime. En termes de droit, la difficulté vient
de la distance entre, d’une part, les règles,
et d’autre part, la réalité du patrimoine et
notamment la source de sa valeur matérielle
ou immatérielle. Cee appréciation de la valeur
patrimoniale, donc culturelle, peut poser
problème dans sa relation à la règle.
La première directive européenne de 2002
sur la performance énergétique des bâtiments
représente un document clé. Elle avait ouvert
à chaque pays transposant la possibilité
d’édicter des dérogations pour les bâtiments
patrimoniaux lorsque les travaux de mise
aux normes risquaient de provoquer des
modifications inacceptables des spécificités du
patrimoine bâti, qu’il soit protégé officiellement,
qu’il fasse partie d’un environnement classé
ou qu’il présente des valeurs architecturales
ou historiques particulières. Ces termes
assez larges laissaient la voie libre aux pays
transposant de respecter les bâtiments
patrimoniaux selon leur propre contexte,
notamment administratif.
Depuis le 18 juin 2010, la directive EPBD
2 est entrée en vigueur. L’application des articles
relatifs à la fixation d’exigences minimales
pour les bâtiments existants doit être effective
au 9 juillet 2013. Cee nouvelle directive,
plus pragmatique, permet une meilleure
adaptation aux contextes de chaque pays.
Elle affirme l’importance de la performance
énergétique et introduit la notion de calcul
des niveaux optimaux de performance
énergétique en fonction des coûts sur la durée
de vie des constructions. Ces termes facilitent
l’adoption d’actions plus adaptées au patrimoine
bâti, selon sa durée de vie, sa performance
et le coût des investissements. Un cadre
méthodologique sera établi par l’Union
Européenne avant le 30 juin 2011.
Chaque pays doit transposer la directive
selon ses spécificités. Elle impose le respect
d’exigences minimales lors des rénovations
majeures du patrimoine existant. Cee notion
sera définie par les Etats-membres, soit en
pourcentage de la surface, soit par la valeur
économique du bâtiment. Une aention
particulière sera aussi portée aux différents
systèmes techniques des bâtiments, par exemple
au chauffage. La possibilité d’une dérogation
pour chaque pays subsiste donc pour les
bâtiments protégés, ceux appartenant à un
environnement classé ou ceux présentant
une valeur architecturale ou historique
spécifique et dont l’apparence serait modifiée
de manière inacceptable par les rénovations.
Il faut insister sur l’importance de la
transposition par les différents pays qui
peuvent étendre ces notions et élaborer
des règles qui leur conviennent dans
le respect des exigences minimales.
Des objectifs intermédiaires par rapport aux
plans nationaux doivent être définis avant 2015.
Les associations et professionnels que
vous êtes ont un grand rôle à jouer pour
les transpositions dans vos pays selon les
spécificités de votre patrimoine et de votre
contexte administratif. La directive énonce
en effet des notions de principe peu définies
qu’il vous reste à articuler. Un questionnaire
portant sur les modalités et difficultés de
cee transposition a été élaboré et envoyé
aux branches nationales d’ICOMOS, mais
n’a recueilli que quelques réponses. J’en profite
d’ailleurs pour remercier ceux qui nous l’ont
retourné. Nous constatons aussi que le grand
perdant dans les transpositions est celui du
patrimoine «intermédiaire» comme celui
protégé uniquement selon des normes et usages
non officiels ou locaux, mais aussi celui sans
statut formel car non encore inventorié.
Cee session permera de présenter
quelques exemples nationaux pour illustrer
les règles adoptées et les difficultés rencontrées
pour les appliquer en France, en Finlande,
en Italie, en Autriche et en Norvège. Espérons
que ce colloque permera de stimuler
la coopération européenne et l’échange
méditerranéen. Il me paraît fondamental que
les professionnels comprennent l’importance
de leurs savoirs et de leurs savoir-faire et qu’ils
se tournent vers leurs organismes décisionnels
afin que les transpositions des textes prennent
en compte, de manière optimale, les spécificités
de leurs métiers mis au service du patrimoine
bâti ; en ensemble urbain ou isolé, protégé
officiellement ou en statut «intermédiaire».
ABSTRACT
e objective of sustainable development is a
major one that cannot be ignored, be it in Europe
or around the Mediterranean Sea. e necessary
decrease in buildings energy consumption shall
however go hand in hand with the equally rightful
interest of preservation of our built heritage, even
when its heritage value is not officially protected.
Rules and energy regulation which are
strictly enacted within the European frame
can somehow be toned down or even disappear
in some cases. e first key document - the 2002
European directive on Energy Performance
of Buildings (ref: 2002/91/EC) - specifies that
exemptions can be enacted for heritage buildings.
Since May 19th, 2010, a new European directive
(’EPBD2’, ref: 2010/31/UE), confirms the possibility
of exempting. It goes however further in that
it maintains the importance of the ’energy
performance’ concept.
A methodology frame with further calculation
details will be drawn up by the European Union
before June 30th, 2011.
In Europe, most of the countries seem to have
exempted protected heritage, in cases where
buildings could be too severely harmed. In spite of a
few variations (namely when it comes to the extent
of official protection), what is missing regarding
the transpositions of European countries is the
’intermediary’ or imprecise heritage, for instance
because it is only protected according to ’unofficial’
or local norms and uses, but also the indeterminate
heritage which still waits to be listed.
Examples from France, Finland, Italy, Austria
and Norway can give us a hint of the different
regulation adaptations that have be chosen according
to each national context, and will let us consider
the issue in a different juridical environment.
It is anyway important to intensify our awareness
efforts to decision makers so that future national
enactments answer the needs of our built heritage,
on a building or large-scale basis.
INTRODUCTION
AUX DÉBATS :
DE LA DIRECTIVE
EUROPÉENNE DE 2002
À CELLE DE 2010
INTRODUCTION
TO THE DISCUSSIONS:
FROM THE 2002 TO THE 2010
EUROPEAN DIRECTIVE
Sara Byström
Juriste

46
acteS du coLLoque
47
SeSSion 2
ABSTRACT
e 2010 European directive on energy efficiency
gives new details in relation to the 2002 directive.
It offers each Member State a possibility to use
separate regulations for new and existing buildings
while technical criteria according to a cost-
efficiency ratio appear.
In France since 2005 a law on energy policies sets
a given energy efficiency objective and specified
both a global regulation for existing buildings and
an element-based regulation. e global regulation
meets surface and cost of works criteria and aims
to an efficiency objective under 120 kWh/m²/year.
For buildings built before 1948, the global
regulation does not apply as only the element-
based regulation does.
Furthermore, the Grenelle de l’Environnement
sets a 38% energy reduction global objective for
the whole of the building stock by the year 2020.
ere are incentives for heavy renovations of
existing buildings as one third of the French
building stock was built before 1948.
Moreover, as part of the directive implementation,
France agreed that protected buildings would not
have to comply with energy performance
requirements in the event that these regulations
would lead to a loss or deterioration of character
and appearance.
ese regulations are expected to change.
For existing buildings, it involves a beer
understanding of inertia, loss and dynamic
behaviour of walls phenomena, integration
of eco-materials and renewable energy.
In order to do so, several projects are underway:
BATAN project: thermal study of old buildings
in partnership with Maisons Paysannes
de France. e objective consists in establishing
a typology of rural buildings and a new
calculation paern through a set of experiments
HYGROBA project: improving knowledge
on hydric and thermal maers, compatibility
between existing insulation solutions and old walls
ATHEBA project: awareness worksheets
on regulations and hygrothermal behaviour
of buildings towards the general public
and professionals
ENRABF project: heritage-compatible energy
saving strategies conducted by energy engineers
and the Architectes des bâtiments de France,
circulation of results among the general public
and professionals
LA RÉNOVATION
THERMIQUE DES
BÂTIMENTS EXISTANTS :
LE DISPOSITIF
RÉGLEMENTAIRE
EN FRANCE
EXISTING BUILDINGS
THERMAL RENOVATION:
THE FRENCH REGULATION
Marie-Christine Roger
Ministère de l’Ecologie, du Développement durable, des Transports et du Logement
–
La directive européenne relative
à l’efficacité énergétique des bâtiments
de juin 2010 fait suite à la première
directive de 2002, et il me paraît important
d’analyser les nuances qu’elle y apporte. Elle
s’inscrit dans un objectif général d’amélioration
de la performance énergétique des bâtiments
au sein de l’Union européenne, mais prévoit
de tenir compte des conditions climatiques,
des spécificités locales, de l’usage du bâtiment
et de son âge. Elle introduit également
la possibilité d’élaborer une réglementation
distincte pour les bâtiments neufs et pour les
bâtiments anciens. Il revient aux Etats-membres
de mere en place les différentes dispositions
législatives, réglementaires et administratives
nécessaires pour se conformer à la directive.
Concernant les bâtiments existants, le Parlement
européen et la Commission européenne ont
souhaité introduire des critères technico-
économiques. Les Etats devront imposer des
règles lorsque des travaux suffisamment
conséquents seront engagés. Les considérants
de la première directive de 2002 mentionnent
ce même principe de rapport coût/efficacité.
Pour la France, il s’est traduit dans la loi
d’orientation et de programmation de la
politique énergétique de 2005 qui a introduit
la possibilité de réglementer les bâtiments
existants. Une réglementation globale est
définie et fixe un objectif d’aeinte d’une
performance pour certains bâtiments.
Elle a également introduit la possibilité d’une
réglementation élément par élément avec
des exigences de moyen, par exemple pour
l’isolation d’un mur en contact avec l’extérieur.
La réglementation globale s’applique pour les
bâtiments existants d’une superficie supérieure
à 1 000 m², quand le coût des travaux dépasse
25 % du coût de la construction hors foncier,
soit environ 300 euros par mètre carré.
Les bâtiments postérieurs à 1948 se voient
appliquer la réglementation globale,
alors que pour les bâtiments antérieurs,
c’est a réglementation élément par élément
qui s’applique. Cee même règle est valable
pour les petits bâtiments, pour les mêmes
raisons technico-économiques. En matière
de réglementation globale, l’évaluation
de la performance est réalisée en définissant
un indicateur de performance homogène
à une consommation qui prend en compte
les caractéristiques du bâtiment et fait
intervenir un modèle de calcul.
La performance du bâtiment réhabilité
est évaluée et ne doit pas dépasser, après
travaux, 120 kWh/m²/an en moyenne.
Ce modèle de calcul est bâti à partir de la
connaissance acquise depuis l’après-guerre
sur les matériaux industriels. Nos connaissances
sont en effet insuffisantes pour élaborer
un modèle de calcul capable de représenter
correctement les caractéristiques thermiques
spécifiques des matériaux traditionnels.
D’autre part, selon l’article 4 de la directive,
les Etats-membres peuvent fixer ou non
des règles pour les bâtiments et monuments
officiellement protégés en raison de leur valeur
architecturale ou historique spécifique.
La France a transposé cee disposition dans le
décret du 19 mars 2007 par la non-applicabilité
des exigences de performance énergétique
aux monuments historiques classés ou inscrits
à l’inventaire et les espaces protégés en
application du code du patrimoine, lorsque
les dispositions réglementaires auraient pour
effet de modifier leur caractère ou leur apparence
de manière inacceptable. Sont ainsi exclus,
les bâtiments en secteurs sauvegardés ou situés
en zone de protection du patrimoine architectural
urbain ou paysager, les bâtiments aux abords
des monuments historiques ou en sites inscrits
et classés, ceux inscrits sur la liste du Patrimoine
Mondial de l’humanité de l’UNESCO ainsi que
les immeubles bénéficiant du label Patrimoine
du XXème siècle.
La réglementation française a volontairement
introduit des règles adaptées à la rénovation
des bâtiments anciens. C’est pourquoi l’arrêté
du 13 juin 2008 prévoit que la réglementation
globale ne s’applique pas aux bâtiments
construits antérieurement au 1er janvier
1948. En revanche, la réglementation élément
par élément s’applique à ces bâtiments.
Nous avons souhaité définir un cadre
respectant un principe de précaution
pour la savegarde des bâtiments anciens,

48
acteS du coLLoque
49
SeSSion 2
car nous étions conscients de l’insuffisance
de nos connaissances et de l’inadaptation
de nos méthodes dans ce domaine.
La dynamique du Grenelle de l’environnement
a été initiée en 2007 et fixe un objectif
de diminution de 38 % des consommations
d’énergie de l’ensemble du parc à l’horizon
2020. A cet effet, il est prévu d’encourager
les rénovations lourdes de logements existants,
pour aeindre 400 000 rénovations par an
à compter de 2013. Nous n’avons pas voulu
contraindre par un outil réglementaire figé
et rigide, la spécificité de notre patrimoine.
Il faut aussi rappeler qu’un tiers du patrimoine
français est composé de bâtiments datant d’avant
1948, ce qui représente 10 millions de logements
sur 30 millions de logements. Il nous faut donc
mere en place une réglementation nationale
tout en conservant une certaine souplesse. Nous
devons aussi intervenir par d’autres outils prenant
en compte les spécificités locales, pour progresser
en matière de performance énergétique. Il n’est
en effet pas question que le patrimoine s’exonère
de toute exigence en ce domaine.
A terme, cet impératif de rénovation impose
d’aménager la réglementation pour prendre
en compte tous les bâtiments, y compris les
bâtiments anciens. Depuis plusieurs années,
des études sont menées pour mieux appréhender
le comportement du bâti ancien, mais il reste
beaucoup à faire. L’objectif consiste à modéliser
la déperdition, l’inertie des murs et le
comportement dynamique particulier des parois
anciennes. Il s’agit également, tout en axant
la réflexion sur l’analyse et le diagnostic des
bâtiments anciens, d’évaluer la compatibilité
d’isolants, éco-matériaux ou autres, avec les
matériaux traditionnels. Enfin, nous souhaitons
étudier les différentes possibilités d’intégration
des énergies renouvelables dans le bâti ancien.
Plusieurs projets concrets ont été lancés.
Le projet BATAN porte sur l’étude des
phénomènes physiques qui caractérisent la
thermique du bâti ancien, avec la collaboration
et l’assistance de Maisons Paysannes de France
et d’autres partenaires qui connaissent bien ce
domaine. Le projet vise à réaliser une première
approche typologique de ce bâti. Nous avons
lancé une campagne d’expérimentation
approfondie in situ pour poser les bases
d’un futur modèle de calcul. Nous souhaitons
également, à travers les premiers résultats,
identifier les réels enjeux de réhabilitation
énergétique du bâti ancien. Nous disposons
de suffisamment de recul pour montrer que
de manière générale, les consommations
calculées surestimaient les consommations
des bâtiments par rapport à la réalité.
Il nous faut donc approfondir ce sujet. Le projet
BATAN est limité en terme de financement,
il n’a pas la prétention d’être exhaustif et
représentatif de tout le patrimoine français.
Il comprend cependant un certain nombre de
maisons rurales, de bourgs et de centres urbains.
Dans un deuxième temps, nous souhaitons
élargir ce panel à d’autres types de bâtiments.
Le projet HYGROBA vise à améliorer
la connaissance hydrique et thermique
des parois anciennes par des mesures sur
des échantillons réels et par le rassemblement
des connaissances existantes en la matière.
Il doit aussi étudier la compatibilité des solutions
d’isolation existantes avec chaque type de paroi
ancienne testée. Il comportera une phase
de modélisation. J’insiste sur la nécessité de
laisser suffisamment de temps à l’expérience
pour ne pas tirer de conclusions trop hâtives.
Le projet ATHEBA prévoit de créer des fiches
à l’intention du grand public et des professionnels
du bâtiment pour faire ressortir les spécificités de
ces bâtiments, les informer sur la réglementation
et sur le comportement hygrothermique de ces
bâtiments et les sensibiliser sur les précautions
à prendre et les méthodes à appliquer
lors de la rénovation du bâti ancien.
Enfin le projet ENRABF propose de réunir
des Architectes des bâtiments de France
et des énergéticiens, avec le concours
de Maisons Paysannes de France, pour
élaborer des stratégies d’économies d’énergies
compatibles avec le patrimoine. L’objectif de ce
projet vise à mere en lumière les expériences
locales réussies. Il s’agit de diffuser les solutions
retenues à la fois aux Architectes des bâtiments
de France et à tous les acteurs et professionnels
du bâtiment qui ne comprennent pas toujours
que les solutions qu’ils proposent sont
inadaptées aux bâtiments patrimoniaux.
Pour conclure, l’objectif final est de réaliser
un site internet décrivant les enjeux de la
préservation du bâti ancien et proposant des
solutions pour réaliser des économies d’énergie
dans le respect de ces édifices, à la fois pour
le grand public et les professionnels. Il s’agit
d’élaborer de nouvelles solutions à partir des
directives, sans s’enfermer dans un carcan
juridique, mais en en gardant l’esprit.
RÉSUMÉ
En règle générale, la réhabilitation énergétique
du bâti existant dans les climats nordiques
se traduit par le remplacement des fenêtres
et le renforcement de l’isolation thermique
au niveau des murs extérieurs et des sols.
Typiquement, les processus de réhabilitation
énergétique ignorent l’authenticité des
matériaux et l’architecture des bâtiments.
Cee présentation rend compte des types
d’impact les plus récurrents de la réhabilitation
énergétique sur le patrimoine culturel bâti
en Finlande. Afin d’éviter ces effets nuisibles,
trois types d’actions pourraient être appliqués.
Premièrement, nous avons besoin de
nous assurer que les bâtiments légalement
et officiellement protégés seront exclus au
niveau national du champ de la directive.
Cee option est présentée dans l’article 4,
paragraphe 2 de la Directive Performance
énergétique des bâtiments (EPBD 2010/31/EC),
et devrait être appliquée lors de la transposition
de la directive, et ce dans chaque pays.
Deuxièmement, il faut ouvrir le débat
sur les normes de confort thermique
appliquées au patrimoine culturel bâti.
Le confort thermique est assuré par l’air
conditionné qui utilise la plus grande
partie de l’énergie des bâtiments.
Les normes de confort thermique sont
basées sur un modèle statique figurant
dans le Standard 55 ASHRAE, qui ne prend
pas en compte la capacité humaine
d’adaptation comportementale, physiologique
et psychologique. L’application d’un modèle
adaptatif au lieu d’un modèle statique
offre un plus grand potentiel en matière
d’économie d’énergie.
Troisièmement, nous devons trouver
des moyens de chauffage et de climatisation
du bâti ancien dont la consommation
d’énergie primaire et les émissions
de CO2 soient aussi faibles que possible.
Convenablement contrôlé, un faible taux
d’émissions de CO2 pourrait permere
de réduire le besoin d’isolation supplémentaire.
De ce point de vue, il n’y a aucune différence
entre des bâtiments légalement protégés
et les autres bâtiments existants.
ENERGY EFFICIENCY
AND THERMAL COMFORT
STANDARDS OF CULTURAL
HERITAGE BUILDINGS
IN FINLAND
LA PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE ET
LES NORMES DE CONFORT THERMIQUE
DES BÂTIMENTS ANCIENS EN FINLANDE
Seija Linnanmäki
Senior advisor at the National Board of Antiquities, Department of Monuments and Sites, Finland

50
acteS du coLLoque
51
SeSSion 2
–
Currently, the most serious threat
for the architecture and technical systems
in historic buildings is the demand to reduce
CO2 emissions and adapt to climate change.
Unfortunately energy renovations oen ignore
the architectural and material authenticity
of historic buildings. is presentation briefly
reports of the most typical effects of energy
renovations on cultural heritage buildings
in Finland. To avoid the harmful effects from
the conservation point of view, three actions should
be applied. First we need to ensure that officially
protected buildings will be nationally excluded
from the scope of the directive, in each EU country.
Secondly, we should start the discussion about
the thermal comfort standards applied in cultural
heritage buildings. ermal comfort is controlled
by air-conditioning utilizing the biggest amount
of energy in buildings. Local standards for thermal
comfort are based on the static model in ASHRAE
Standard 55, which do not take into account the
human ability of behavioural, physiological and
psychological adaptation. e application of an
adaptive model instead of a static one, has greater
potential to energy saving.
irdly, we need to find ways to heat and cool
our old buildings so that the primary energy
consumption and the CO2 emissions are as low as
possible. Properly verified, low CO2 emissions may
reduce the need for additional insulation. In this
aspect, there is no difference between legally
protected and other existing buildings.
National Climate Change Strategies
Finland has been a pioneer in the implementation
of adaptation policy. e first long-term climate and
energy strategies were formulated already in 2001.
However, cultural heritage sector has been concerned
about the impacts and challenges of climate change
to our built heritage and the cultural environment.
Two years ago, in 2008, the Ministry of the
Environment published a report of Climate change
and the Cultural Environment. It tells, of course,
about the storms and floods and other extreme
weather phenomena, however, we should not
damage our built heritage with careless energy
renovations. ’Over the short term, the cultural
environment may be affected less by climate change
as such, than by mitigation and adaptation
measures, such as... various solutions for energy
efficiency...’. e ERA17 Energy-Smart Built
Environment programme was launched in October
2010 by the Ministry of the Environment. In these
strategies, existing buildings are mentioned only
as a source of potential energy saving 1.
e implementation of EPBD in Finland
To come back to EPBD (Energy Performance
of Buildings Directive), until now, Act on the Energy
Certificate 487/2007 is the only legal procedure
actually implementing the Directive which takes
into account the possibility for an exemption given
in the Directive. us, Energy Certificate is not
needed for officially protected buildings in Finland.
To answer the demands assessed in the EPBD 2010,
the Ministry of the Environment launched the dra
for new requirements for energy efficiency of new
building in September 2010. is revised dra
observes both U-values for building envelope and
overall energy performance, primary energy use per
energy carrier and air-tightness. Designed energy-
use has to be counted and used energy has to be able
to be metered. Also renewables are taken into
account according to EU directive 2009/28/EC -
«RES Promotion of the use of energy from renewable
energy resources».
What is new in National Building Code Part D2
under revision is a new parameter E-value, which
tells the maximum energy use allowed for various
building types1. e total energy consumption is
related to the building type, for example: residential
blocks - 140 kWh/m2a; offices, schools and day-care
centres - 190 kWh/m2a; hotels - 280 kWh/m2a ; shops
- 270 kWh/m2a. Single-family and detached houses
are given various E-values depending on the building
size and material. Buildings bigger than 150 m2
should be more energy efficient than smaller ones.
e Ministry of the Environment has started the
work for binding regulations addressed on
renovation of existing buildings in autumn 2010.
In case of officially protected building, conservation
plan will be taken into account.
Challenges: structural humidity
control and air-tightness
In Nordic countries mitigation and adaptation
to climate change means significant changes in
architecture, outdoors in facades as well as in
indoors. Additional thermal insulation may cover
the facades with unsuitable materials, wooden
windows are oen replaced by plastic or aluminium
thermal windows, and the outer doors renewed.
Pre-study on building physical behaviour and
durability of building envelopes is going on at
Tampere University of Technology and the Technical
Research Centre, however, it seems that researches,
engineers and building physicists have difficulties
to find suitable methods for traditional structures.
ermal comfort standards
ermal comfort is that single factor, which
has the biggest influence on the quality of indoor air
climate and therefore also to the energy consumption
of buildings. ermal comfort standards are
very rarely discussed among conservation
specialists; however, by changing the standards
we might be able to save both – energy as well as
buildings. It is commonly known, that buildings
account for nearly 40 % of the total primary energy
consumption and 30% of greenhouse gas emissions.
us, as Alice Kwok and Nicolas Rajkovich have
stated ’Since lighting, space heating, ventilation
and air-conditioning utilize the largest amount
of energy in buildings, a logical place to begin is by
addressing the standards that define the operation
of heating and cooling systems.’ 2
Today, local standards for ventilation regulations
are based on the static model originally formulated
in American ASHRAE standard 55. e standard was
developed in 1970s by experimental research of Ole
Fanger and his group at the Kansas State University.
Static-heat-balance-model was developed in a
laboratory climate chamber. According to the static
model, ’a human is a passive recipient of indoor air
provided’. People are unable to control the system.
Indoor air is wanted to be even, constant and
consistent, and the conditions are managed by the
building control system. erefore, the comfort zone
is only +-2 degrees Celsius. is demand can only be
met with exhaustive technology and electricity
consumption.
However, the standard gives also another
option. In adaptive model, the human ability
to physiological, psychological and behavioural
adaptation is observed. People are able to extend
their comfort zone if they have an easy access
to the building controls – and that is a way to save
heating and cooling energy. People may change their
position, their activity, add or remove clothing,
open or close the window, adjust thermostats,
use fans, shading, curtains, blinds etc.
ermal comfort is known to be based on previous
experiences of the space. ermal expectations are
a result of the building type, local climate, the desire
for seasonal clothing and the social dress code as well
as the past experiences in the space and in home.
In consequence, expectations are also different in
mechanically and naturally ventilated buildings.
People who had acclimatized to air-conditioned
buildings had lower thermal tolerance than
others. Researchers have shown that the amount of
complains is lower in naturally ventilated buildings
than in those buildings which were ventilated
mechanically. People modify their expectation
according to the known facilities of buildings.
Mechanical intervention is not always necessary.
In relation to historic and naturally ventilated
buildings, people have a toleration of moderate
discomfort, and those buildings are ’forgiven’ their
occasionally poor abilities. 3
Energy efficiency is an important part of the usability
of heritage buildings as stated in the Venice Charter
1964. ’e conservation of a monument is always
facilitated by making use of them for some socially
useful purpose. Such use is therefore desirable but it
must not change the lay-out or decoration of the
building. It is within these limits only that
modifications demanded by a change of function should
be envisaged and may be permied.’ I hope that we
could find ways to improve the energy-efficiency of our
cultural heritage buildings, without compromising
their architectural and historical values.
1. Ministry of the Environment of Finland (2010),
National Building Code Part D2.www.ymparisto.fi.
2. Kwok A. G., & Rajkovich N. B. (2010). Addressing climate
change in comfort standards. Building and Environment 45, 18-22.
3. Nicol F., "ermal comfort" in Santamouris M. (ed).
Solar thermal technologies for buildings. Low Energy
Architecture Research Unit, London Metropolitan University,
2003, pp. 279-331.
p50 : 19th Century Casern in Suomenlinna Fortress,
designed by Russian Engineering Officers.
Picture Seija Linnanmäki, 2010.
Below : U-value assessed for an outer wall
in National Building Code C3 2010 is 0,14 W/m2K.