Calcul du besoin en éclairage

Report
Nice le 3 octobre 2012
Montpellier le 4 octobre 2012
1

Présentations

Rappels sur la RT2012

Premiers pas avec la méthode THBCE

Démo logiciel CYPECAD MEP
 Editeur de logiciels techniques pour l’Architecture et
l’Ingénierie de la Construction.
 Quelques chiffres: 25 ans d’expérience, 130 personnes
dont 60 en R&D, 50.000 utilisateurs dans le monde.
 En France (Opidom): 300 clients dont des B.E.T.,
architectes, constructeurs, installateurs…
 Personnel français et francophone: développements,
traductions, support technique…
4
pour une application 1 an
après la publication
d’arrêtés spécifiques
courant 2012
Par application
anticipée de la
RT2012
5
Conception Bioclimatique du bâtiment
•Bbio < Bbio max
•Somme pondérée des besoins du bâtiment en chaud / froid / éclairage
Consommation maximale
•Cep < Cep max (50 KW/h.m² modulé par type, localisation, surface, …)
•Energie consommée de manière conventionnelle en chauffage, rafraîchissement,
ECS, éclairage et auxiliaires, déduction faite de l’électricité produite à demeure.
Confort d’été
•Tic < Tic ref
• Température opérative maximale horaire.
Phase de
conception
• L’accès à l’éclairage naturel
• Confort d’été (facteur solaire maximal sur les baies)
• Qualité du bâtiment
À valider/évaluer
dès la demande
• Energies renouvelable
de permis de construire
Phase
d’exécution
de
maintenance
• Obligation de résultat sur la perméabilité à l’air
• Comptage des énergies par usage et différencié si
présence d’ENR
 L’accès
à l’éclairage naturel
en bâtiment d’habitation, il faut S baies ≥ 1/6 de la SHAB
Attention aux mitoyennetés et aux
dents creuses.
Pour ce projet de SHAB 460m², il
faudra prévoir 77,5m² de fenêtres,
soit 25% des 320m² de façades
ouvertes
 Confort d’été
• Facteur solaire maxi des baies des locaux de sommeil
Zones H1a et H2a
Zones H1b et H2b
Zones H1c et H2c
Zones H2d et H3
Toutes altitudes
Altitude > 400 m
Altitude > 800 m
Altitude < 400 m
Altitude < 800 m
Altitude > 400 m
Altitude < 400 m
Baies présentant une exposition au bruit BR1
Baies verticales nord
0,65
0,45
0,25
Autres baies verticales
0,45
0,25
0,15
Baies horizontales
0,25
0,15
0,1
Baies présentant une exposition au bruit BR2 OU BR3
Baies verticales nord
0,45
0,25
0,25
Autres baies verticales
0,25
0,15
0,15
Baies horizontales
0,15
0,1
0,1
• Pourcentage d’ouverture des baies > 30%
Concerne les locaux à occupation non passagère, sauf exceptions.
 Qualité du bâti
2 exigences sur le traitement des ponts thermiques
Ratio transmission thermique linéique moyen global des Pth noté RΨ
RatioΨ ≤ 0,28 W/(m²SHONRT.K)
Liaison plancher intermédiaire – façade traitée
Ψ9g ≤ 0,60 W/(ml.K)
U moyen vis-à-vis des locaux à occupation discontinue
Umoy ≤ 0,36 W/(m².K)
 Energies renouvelables : recours obligatoire en maison individuelle
Au choix:
ECS par panneaux solaires thermiques certifiés (2m² - Sud – 20/60°)
Raccordement à un réseau de chaleur (50% d’EnR ou récupération)
Recours à un chauffe-eau thermodynamique
Chauffage et/ou ECS avec chaudière à micro-cogénération
Contribution des énergies renouvelables: coef AEPENR≥5 kWhep/m².an

Energies renouvelables : Calcul du coefficient AEPENR

Calculé pour les générateurs de chauffage, refroidissement et ECS

Correspond à l’ensemble des contributions ENR du projet
AEPENR =
∑
Energies valorisées:
AEPENR_st
AEPENR_PV
AEPENR_PE
∑(AEPENR_TH_fr
+ AEPENR_TH_ch
+ AEPENR_TH_ecs )
>
>
>
>
>
Solaire thermique non certifié
Photovoltaïque
Bois
Réseaux de chaleur à part ENR
PAC
13
Calcul des besoins
14
Ventilations
mécaniques « CTA »
Réseaux attachés à
la ventilation (ch/fr)
Puits climatiques
Inertie
Usage
Perméabilité
PROJET
Zones
Bâtiment
Espaces tampons
Réseaux
intergroupes
(chauff./refr.)
Photovoltaïque
Réseaux
intergroupes ECS
Générations
15
Parois et linéiques
Baies
Groupes
Eclairage
Emissions
(chauff/refr.)
Réseaux de groupe
chauff./refr.
Emissions ECS
Réseaux de groupe
ECS
Ventilations
« bouchesconduits »
Crèche
Deux différences majeures :
1-
En RT 2005 : 19 usages
différents
En RT 2012 : 32 usages
possibles
2-
On distingue en RT 2012
un type d’usage par type
de local
Maison
individuelle
Cité
universitaire
Transport /
Aérogare
Tribunal
Salle de
réunion
Bureau
Bureau
standard
Circulation
accueil
Sanitaires
collectifs
16
17
18
Regroupent la quasi-totalité des informations requises :
Emetteur de
chauffage1
Génération
Réseaux
de groupe
Groupe
Réseau(x)
intergroupe
Emetteur de
chauffage2
On y calcule :
- Les besoins en chauffage / refroidissement / éclairage / ECS
- La température intérieure de confort Tic
19
Tous les besoins sont calculés au niveau du groupe. Ils dépendent :
Besoin
ch/fr
Enveloppe du
bâtiment
Puissance
installée (en
W/m²)
Conditions
extérieures et
intérieures
Accès à
l’éclairage
naturel
Systèmes
d’émission liés au
groupe
Systèmes de
gestion de
l’éclairage
Système de
ventilation
20
Besoin
en
éclairage
Besoin
en eau
chaude
L’usage
Il faut bien différencier deux besoins de chauffages distincts :
Besoin
en
Besoin
chaud
ch/fr
Bbio
Cep
Ne tient pas
Tient compte des
compte
desdu
Enveloppe
systèmes définis
systèmes
bâtiment
pour le projet
introduits
Conditions
extérieures et
intérieures
Tout
système
Systèmes
Système
de de
ventilation
d’émission (SF
liés/au
DF
/…)
groupe
imposé
Systèmes
Système
Système de
d’émission liés
fictifau
ventilation
groupe
pris par défaut
21
Double flux
Echangeur
Rendement
de 50%
Puissance de
ventilateur
de 0W
Qsouff = Qrep
Deux débits
sont
Débits
demandés
d’hygiène
en entrée du
fixés par
moteur :
des arrêtés
Qsouff_occ
spécifiques
Et
à l’usage du
Qsouff_inocc
bâtiment.
Besoin
en
chaud
Bbio
Ne tient pas
compte des
systèmes
introduits
Conditions
extérieures et
intérieures
En RT 2012, les
besoins (Bbio ou
Cep) sont calculés
Système de
ventilation
au niveau des
émetteursimposé
Système
d’émission fictif
pris par défaut
22
Bchbat
Double flux
Echangeur
Rendement
de 50%
Puissance de
ventilateur
de 0W
Qsouff = Qrep
Besoin
en
chaud
Cep
Tient compte les
systèmes définis
pour le projet
Qsys étant le besoin en
Conditions
énergie
du groupe
extérieures et
intérieures
Tout système de
ventilation (DF /
DF /…)
Systèmes
d’émission liés au
groupe
Les caractéristiques de l’émetteur de chauffage :
•Le nombre, et donc la surface que l’émetteur dessert
1
•Variation spatiale de l’émetteur (sa capacité à chauffer une pièce)
•Les types d’émetteurs sont rangés par classe en RT2012
•Cette variable est donc imposée par la méthode
0K
•Variation temporelle (précision du régulateur)
0K
•Part convective de la transmission au groupe
0.5
•Pertes au dos de l’émetteur
•Puissance des ventilateurs locaux
23
Données pour
le Bbioch
0
0W
Quel éclairage prendre en
compte ?
Les installations suivantes ne sont pas à prendre en compte dans le
calcul du besoin en éclairage artificiel
Eclairage
extérieur
Eclairage de
sécurité
24
Eclairage de
process
particulier
(scène de
spectacle)
Eclairage des
parking
Eclairage destiné à
la mise en valeur
d’objet ou de
marchandises
Chaque local va avoir :
• Une puissance d’éclairage artificielle spécifique
• Un accès à l’éclairage naturel (tout, ou en partie)
• Un seul mode de mise en marche/extinction de l’éclairage
artificiel. (Appelé coefficient C1 dans l’expression du besoin)
• Une gestion de l’éclairage en fonction des apports lumineux
naturels (Coefficient C2)
Cas d’une gestion fractionnée
C2
Les deux parties du local sont
gérées de manière indépendante.
C2
25
Cas d’une gestion non
fractionnée
C’est la partie du local n’ayant
pas accès à l’éclairage naturel
qui impose le fonctionnement de
l’éclairage artificiel
Puissance
éclairage
(Bbio)
•Si Type_bat = Bâtiment à
usage d’habitation
Pecl tot = 1.4w/m²
Puissance
éclairage
(Cep)
•Si Type_bat = Bâtiment à
usage d’habitation
Pecl tot = 1.4w/m²
•Si Type_bat = Enseignement
secondaire OU Foyer de jeunes
travailleurs OU cité universitaire
OU établissement sanitaire :
Pecl_tot = 4W/m²
•Si Type_bat = Enseignement
secondaire OU Foyer de jeunes
travailleurs OU cité universitaire
OU établissement sanitaire :
Pecl_tot = 4W/m²
•Si type_bat = Hôtel :
Pecl_tot = 4.65 W/m²
•Si type_bat = Hôtel :
Pecl_tot = 4.65 W/m²
2*500/100
2*100/100 ==10W/m²
2W/m²
•Sinon :
Pecl_tot = 2*Eiref /100
26
•Sinon :
Pecl_tot = Puissance des
systèmes définis pour le
local
Calcul de l’éclairement naturel dans la partie ayant accès à l’éclairage
naturel.
Ce calcul s’effectue sur le groupe (non plus sur le local).
1. Calcul d’un flux lumineux équivalent. (unité : lm)
Flux direct
Flux
hémisphérique
Flux semihémisphérique
2. Calcul de l’éclairage naturel intérieur Einat (unité : Lux)
3. Calcul de l’autonomie du groupe en lumière naturelle soit :
• Nombre d’heures en occupation des locaux ou cet éclairage
naturel est supérieur au seuil de référence imposé par la
méthode
27
Flux lumineux
directs,
réfléchis et
diffus
Einat = 0
Erp
Einat
F1
Feq
F3
Errp
F2
Efp
Le Einat obtenu est comparé au seuil imposé pour obtenir le
nombre d’heures ou l’éclairage artificiel doit être allumé
28
Déterminer le coefficient C2
29
Une fois le nombre d’heures obtenu, reste à prendre en compte les
systèmes de gestion et de régulation de l’éclairage.
Usage du local : Bureau
Puissance Pecl = 8W/m²
Surface du local : 20 m²
Gestion de l’éclairage :
interrupteur manuel => C1 = 0.9
Régulation de l’éclairage : extinction manuelle
100 % du local qui a accès à l’éclairage naturel
Pour une valeur de l’éclairage
naturel à 300 Lux
Cecl = 8*20*0.9*0.8 = 115Wh
30
Trois étapes à suivre
1
2
3
•Calcul du nombre de litres hebdomadaires à 40°C consommés
•La clef de répartition horaire qui permet de passer des litres hebdomadaires aux
litres horaire
•Calcul du besoin en Wh.
Masse volumique
(= 1)
31
Capacité
calorifique
(=1.163)
Volume d’eau
chaude mitigée
à une heure
donnée
Température
d’eau utilisée
convention =
40°C
Température d’eau
froide entrant dans
le système
dépend de la zone
climatique
Le calcul du volume d’eau utilisé :
Nombre de litres
hebdomadaires
fixés par la
méthode
32
Clef de
répartition
Nombre d’unité à
considérer
dépend de l’usage
Calcul pour un bâtiment tertiaire de 1000 m² de surface utile :
1
2
3
33
•Consommation en eau fixée par la méthode : 1,25 L/m² Su
Soit a = 1250 L / semaine.
•Vuw (volume horaire) devrait être calculé pour chaque heure de chaque jour de la semaine en utilisant la clef
de répartition ci-dessous. Je reste sur un calcul hebdomadaire : soit une clef de répartition = 1
•Calcul du besoin en Wh :
• Qw = 1,163*1250*(40-18) = 17450 Wh / semaine soit (52 semaines) :
•910 kWh/an  0.91 kWh/m²/an
• Attention à ne
pas confondre
besoin pour le
Cep ou Bbioch
• Bbioch :
 Ventilation
double flux
50%
d’efficacité
 Débits
d’hygiènes
(mars 1982
en logement)
 Emission
imposée par
la méthode
34
• Le besoin dépend
essentiellement
du nombre de
litre par unité de
calcul
• En 2012, on peut
valoriser un
système
d’émission
• Les données sont
toutes imposées
par la norme
• Dépend
exclusivement de
l’usage de la zone
• Le local en tant
qu’usage prend
une place capitale
dans le calcul du
besoin en
éclairage artificiel
• La puissance
installée est
imposée par
l’usage du local
dans le calcul du
Bbio
• La définition des
systèmes
n’intervient qu’en
tertiaire
Les logiciels RT2012:




Liste des éditeurs signataires d’un accord de licence sur
www.rt-batiment.fr
Interface au moteur Th-BCE et production de la fiche
standardisée XML
Evaluation obligatoire, à renouveler tous les 2 ans,
Dossier en cours depuis juillet 2012.
Cypebat se démarque par son interface graphique et l’export
à la STD
Pour la conception et le
dimensionnement de l’enveloppe, de la
distribution et des installations
techniques du bâtiment
Saisie du projet
 Import de plans dxf, dwg, jpg, bmp
 Import/Export IFC
 Import d’éléments constructifs du Générateur de Prix
 Outil de cotation assistée
 Orientation rapide du bâtiment
 Modélisation des masques solaires
 Visualisation de l’ensoleillement et des ombrages portés.
Etude thermique (Cypebat)
Pour l’étude réglementaire thermique
RT2005/RT2012/Labels HPE
 Interface graphique aux moteurs Th-CE
et Th-BCE du CSTB
 Métrés automatique de l’enveloppe
thermique suivant règles Th-Bât
 Analyse des ponts thermiques
EN10211, saisie de rupteurs thermiques
 Sorties: récapitulatifs parois, ponts
thermiques et systèmes, synthèse d’étude
thermique, fiches standardisées XML
 En cours d’évaluation auprès du CSTB
(échéance: fin 2012)
 Notes de calcul reconnues par les
organismes de certification
(PROMOTELEC, CERQUAL, …)
Génie climatique
Pour le dimensionnement et le tracé des
installations de climatisation et la simulation
thermique dynamique
 Calcul des déperditions EN12831 et des
apports
 Simulation thermique dynamique avec
EnergyPlusTM: besoins
chauffage/refroidissement, confort d’été…
 Mise en place de chaudières, pompes à
chaleur, roof-top, CTA…
 Distribution horizontale et verticale par
canalisations et par conduits d’air climatisé.
 Emission par radiateurs, systèmes radiants,
ventilo-convecteurs, splits, systèmes VRV
 Sorties: détail pièce par pièce et globale des
déperditions et apports, note de calcul des
installations, plans dxf/dwg
Etude acoustique
Pour l’étude du niveau d’isolement acoustique et
la conformité à la réglementation acoustique NRA
et Label Qualitel Confort Acoustique
 Seule application permettant d’attester de la
prise en compte de la réglementation
acoustique sur le bâtiment complet
 Définition de l’exigence acoustique par façade
 Calculs suivant NF-EN 12354: isolements aux
bruits aériens intérieurs et extérieurs, aux
bruits de chocs , des temps de réverbération
et surface d’absorption
 Sorties: détail des calculs pièce par pièce et
analyse globale du bâtiment, plans dxf/dwg
des parois les plus défavorables
Nos clients et partenaires sont les acteurs de la conception et des
études techniques dans le Bâtiment









Bureaux d’Etudes Techniques
Maîtres d’œuvre
Constructeurs
Architectes
Bureaux de Contrôle
Organismes de formation
…
Industriels
Ecoles et universités

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