méthode de calcul th-bce 2012

ANNEXE

A larrt portant approbation de la mthode de calcul Th-BCE 2012

Mthode de calcul Th-BCE 2012

La mthode de calcul Th-BCE 2012 a t developpe par le Centre

Scientifique et Technique du Btiment


2

SOMMAIRE

1. GENERALITES ........................................................................................................................ 13

1.1 INTRODUCTION ............................................................................................................... 13

1.2 STRUCTURATION DU BATI ................................................................................................ 14

1.2.1 LE NIVEAU BATIMENT ....................................................................................... 14 1.2.2 LE NIVEAU ZONE ................................................................................................. 14 1.2.3 LE NIVEAU GROUPE ........................................................................................... 14 1.2.4 LE NIVEAU LOCAL .............................................................................................. 15

1.3 STRUCTURATION DES SYSTEMES ....................................................................................... 15

1.3.1 GENERALITES............................................................................................................. 15 1.3.2 CHAUFFAGE REFROIDISSEMENT .......................................................................... 16 1.3.3 VENTILATION ............................................................................................................. 16 1.3.4 L'EAU CHAUDE SANITAIRE .................................................................................... 16 1.3.5 L'ECLAIRAGE ARTIFICIEL ....................................................................................... 17

2. LES PRINCIPALES DONNEES CONVENTIONNELLES .................................................. 18

2.1 LES DONNEES CLIMATIQUES CONVENTIONNELLES .............................................................. 18

2.2 LES DONNEES CONVENTIONNELLES D'OCCUPATION ET D'USAGE ........................................... 19

2.2.1 LES SCENARIOS CONVENTIONNELS .................................................................... 20 2.2.2 LES AUTRES CONVENTIONS D'USAGE ................................................................. 29

3. DESCRIPTION DE LA METHODE DE CALCUL................................................................ 30

3.1 SCHEMA GLOBAL ............................................................................................................ 30

3.2 LES DONNES D'ENTRE ................................................................................................... 30

3.2.1 LE CLIMAT .................................................................................................................. 30 3.2.2 L'ENVIRONNEMENT PROCHE ................................................................................. 30 3.2.3 LES SCENARIOS LIES A L'OCCUPATION DES LOCAUX .................................... 30 3.2.4 L'ENVELOPPE DU BATIMENT ................................................................................. 31 3.2.5 L'ORGANISATION INTERIEURE DU BATIMENT ................................................. 31 3.2.6 L'INERTIE THERMIQUE ............................................................................................ 32 3.2.7 LE CHAUFFAGE ET LE REFROIDISSEMENT ........................................................ 32 3.2.8 L'EAU CHAUDE SANITAIRE .................................................................................... 32 3.2.9 LA PRODUCTION D'ELECTRICITE .......................................................................... 33 3.2.10 LA VENTILATION .................................................................................................. 33 3.2.11 L'ECLAIRAGE .......................................................................................................... 33

3.3 LES CALCULS INTERMDIAIRES ........................................................................................ 34

3.3.1 LES SAISONS ............................................................................................................... 34

3.4 LES SORTIES REGLEMENTAIRES ET LES INDICATEURS ......................................................... 34 3.4.1 LES SORTIES REGLEMENTAIRES........................................................................... 34 3.4.2 LES INDICATEURS PEDAGOGIQUES ..................................................................... 34 3.4.3 Rgle darrondis ............................................................................................................. 34

4. MODE DE DESCRIPTION DE LA METHODE ................................................................... 35

4.1 MODE DE DESCRIPTION D'UN OBJET .................................................................................. 35

FICHES ALGORITHME DES COMPOSANTS ET DES ASSEMBLAGES ............................... 36


3

5. METEO ET ENVIRONNEMENT EXTERIEUR ................................................................... 36

5.1 C_Eex_Climat extrieur ........................................................................................................ 36

5.1.1 Introduction .................................................................................................................... 36 5.1.2 Nomenclature ................................................................................................................. 37 5.1.3 Description mathmatique ............................................................................................. 39

5.2 C_Eex_environnement_proche ................................................................................................ 41


6. SCENARIOS ET ENVIRONNEMENT INTERIEUR ............................................................ 56

6.1 C_EIN_Scnarios conventionnels ............................................................................................. 56 6.1.1 Introduction .................................................................................................................... 56 6.1.2 Nomenclature ................................................................................................................. 57 6.1.3 Description mathmatique ............................................................................................. 60

6.2 C_Ein_Indicateurs de confort.................................................................................................. 68


6.3 C_Ein_Dtermination des saisons ............................................................................................. 77 6.3.1 Introduction .................................................................................................................... 77 6.3.2 Nomenclature ................................................................................................................. 78 6.3.3 Description mathmatique ............................................................................................. 81

7. BATI .......................................................................................................................................... 92

7.1 S3_BAT-Assemblage_Batiment................................................................................................ 92

7.1.1 Introduction .................................................................................................................... 92 7.1.2 Nomenclature ................................................................................................................. 93 7.1.3 Assemblage des composants .......................................................................................... 95

7.2 C_CALC_Calculs_btiment ................................................................................................... 98

7.2.1 Introduction .................................................................................................................... 98 7.2.2 Nomenclature ................................................................................................................. 99 7.2.3 Description mathmatique ........................................................................................... 106

7.3 S1-Bat-Assemblage des espaces tampons ................................................................................... 114 7.3.1 Nomenclature ............................................................................................................... 114 7.3.2 Description mathmatique ........................................................................................... 117

7.4 Gestion/Rgulation des espaces tampons solariss ........................................................................ 118

7.4.1 Introduction .................................................................................................................. 118 7.4.2 Nomenclature ............................................................................................................... 119 7.4.3 Description mathmatique ........................................................................................... 122

7.5 Espaces tampons ............................................................................................................... 129 7.5.1 Introduction .................................................................................................................. 129 7.5.2 Nomenclature ............................................................................................................... 130 7.5.3 Description mathmatique ........................................................................................... 134

7.6 S2_BAT-assemblage_zone .................................................................................................... 139

7.6.1 Introduction .................................................................................................................. 139 7.6.2 Nomenclature ............................................................................................................... 140 7.6.3 Assemblage des composants ........................................................................................ 142


4

7.7 C_CALC_calculs_zone ....................................................................................................... 147


7.8 C_VEN_Dbits_dair_Cep ................................................................................................... 170


7.9 S2_BAT_assemblage_groupe ................................................................................................ 194 7.9.1 Introduction .................................................................................................................. 194 7.9.2 Nomenclature ............................................................................................................... 195 7.9.3 Assemblage des composants ........................................................................................ 202

7.10 C_CALC_calculs_groupe .................................................................................................... 207

7.10.1 Introduction .............................................................................................................. 207 7.10.2 Nomenclature ........................................................................................................... 208 7.10.3 Description mathmatique ....................................................................................... 216

7.11 S1_BAT_assemblage_baies ................................................................................................... 227

7.11.1 Introduction .............................................................................................................. 227 7.11.2 Nomenclature ........................................................................................................... 228 7.11.3 Assemblage des composants .................................................................................... 231

7.12 C__BAT_gestion/rgulation de louverture des baies ..................................................................... 233


7.13 C_BAT_Gestion_protections_mobiles ...................................................................................... 246


7.14 C_BAT_Baie vitre ............................................................................................................ 286 7.14.1 Introduction .............................................................................................................. 286 7.14.2 Nomenclature ........................................................................................................... 287 7.14.3 Description mathmatique ....................................................................................... 295

7.15 C_BAT_Calcul des dbits dair entrant lis louverture des baies .................................................... 309


7.16 C_BAT_ensemble_baies ...................................................................................................... 318 7.16.1 Introduction .............................................................................................................. 318 7.16.2 Nomenclature ........................................................................................................... 319 7.16.3 Description mathmatique ....................................................................................... 321

7.17 S1_BAT_assemblage_parois opaques ....................................................................................... 324


7.18 C_BAT_ensemble_parois opaques .......................................................................................... 327


7.19 C_BAT_paroi opaque ......................................................................................................... 331


5


7.20 S1_BAT_assemblage_ponts_thermiques ................................................................................... 337

7.20.1 Introduction .............................................................................................................. 337 7.20.2 Nomenclature ........................................................................................................... 338 7.20.3 Description mathmatique ....................................................................................... 339 7.20.4 Assemblage des composants .................................................................................... 340

7.21 C_BAT_pont thermique ...................................................................................................... 341


7.22 C_BAT_ensemble_ponts_thermiques ....................................................................................... 346 7.22.1 Introduction .............................................................................................................. 346 7.22.2 Nomenclature ........................................................................................................... 347 7.22.3 Description mathmatique ....................................................................................... 348

7.23 C_BAT_comportement thermique dun groupe ........................................................................... 349


8. VENTILATION....................................................................................................................... 362

8.1 C_VEN_BBIO ................................................................................................................. 362 8.1.1 Introduction .................................................................................................................. 362 8.1.2 Nomenclature ............................................................................................................... 363 8.1.3 Description mathmatique ........................................................................................... 365

8.2 C_VEN_Bouche_conduit ..................................................................................................... 367


8.3 C_VEN_ CTA_DAV .......................................................................................................... 381


8.4 C_VEN_Mcanique_double _flux ........................................................................................... 400 8.4.1 Introduction .................................................................................................................. 400 8.4.2 Nomenclature ............................................................................................................... 401 8.4.3 Description mathmatique ........................................................................................... 407

8.5 C_VEN_Mcanique_Basse-Pression ........................................................................................ 425

8.5.1 Introduction .................................................................................................................. 425 8.5.2 Dfinition ..................................................................................................................... 425 8.5.3 Nomenclature ............................................................................................................... 426 8.5.4 Description mathmatique ........................................................................................... 428

8.6 C_VEN_Mcanique_SF ...................................................................................................... 429 8.6.1 Introduction .................................................................................................................. 429 8.6.2 Nomenclature ............................................................................................................... 430 8.6.3 Description mathmatique ........................................................................................... 433


6

8.7 C_VEN_Ventilation naturelle et hybride par conduits ................................................................... 437

8.7.1 Introduction et dfinition ............................................................................................. 437 8.7.2 Nomenclature ............................................................................................................... 438 8.7.3 Description mathmatique ........................................................................................... 443

8.8 C_VEN_Aration .............................................................................................................. 455


8.9 C_BAT_Puits climatique ..................................................................................................... 458 8.9.1 Introduction .................................................................................................................. 458 8.9.2 Nomenclature ............................................................................................................... 459 8.9.3 Description mathmatique ........................................................................................... 461

8.10 C_VEN_gestion_rgulation_Puits_climatique ............................................................................. 465


8.11 S1_BAT_assemblage_puits_climatique ..................................................................................... 470


9. ECLAIRAGE ........................................................................................................................... 477

9.1 C_ECL_clairage .............................................................................................................. 477


10. CHAUFFAGE, REFROIDISSEMENT ............................................................................ 501

10.1 C-Emi-Systmes Emissions du groupe en chaud et en froid .............................................................. 501


10.2 C_Emi_Bilan hydrique ....................................................................................................... 525 10.2.1 Introduction .............................................................................................................. 525 10.2.2 Nomenclature ........................................................................................................... 526 10.2.3 Description mathmatique ....................................................................................... 528

10.3 C_Ein_Dtermination des saisons de fonctionnement des systmes de chaud et de froid ............................ 533


10.4 C_Ein_Programmation des relances des systmes ........................................................................ 538 10.4.1 Introduction .............................................................................................................. 538 10.4.2 Nomenclature ........................................................................................................... 539 10.4.3 Description mathmatique ....................................................................................... 541

10.5 S1_Dist_Assemblage des systmes de chauffage et de refroidissement ................................................. 544



7

10.6 C-DIST-Gestion/rgulation des distributions de chauffage et de refroidissement du groupe ........................ 551


10.7 C-Dist-Distribution de chauffage et de refroidissement du groupe ...................................................... 563


10.8 C-DIST-Gestion/rgulation des distributions intergroupes de chaud et de froid ...................................... 570 10.8.1 Introduction .............................................................................................................. 570 10.8.2 Nomenclature ........................................................................................................... 571 10.8.3 Description mathmatique ....................................................................................... 575

10.9 C-Dist-Distribution intergroupes de chaud et de froid .................................................................... 582


10.10 C-Dist-Gestion/rgulation des rseaux de distribution des CTA ........................................................ 589


10.11 C-Dist-Distributions intergroupes des CTA ................................................................................ 598

10.11.1 Nomenclature ........................................................................................................... 598 10.11.2 Description mathmatique ....................................................................................... 601

10.12 S1_Syst_Assemblage de la gnration ...................................................................................... 602


10.13 C_Gen_Transferts Entre Generateurs Sur Boucle Deau ................................................................ 608 10.13.1 Introduction .............................................................................................................. 608 10.13.2 Nomenclature ........................................................................................................... 609 10.13.3 Description mathmatique ....................................................................................... 614

10.14 C_GEN_Transferts entre locaux par les gnrateurs DRV ou thermofrigopompes .................................. 622


10.15 C_GEN_Gestion/rgulation de la gnration .............................................................................. 628


10.16 C_GEN_Gnrateur direct effet joule .................................................................................... 670


10.17 C_GEN_Gnrateurs combustion ......................................................................................... 674



8

10.18 C_GEN_PERFORMANCE_COMBUSTION_par_dfaut ............................................................... 697


10.19 C_GEN_Systmes de cognration .......................................................................................... 701


10.20 C_GEN_poles et inserts ..................................................................................................... 707 10.20.1 Introduction .............................................................................................................. 707 10.20.2 Nomenclature ........................................................................................................... 707 10.20.3 Description mathmatique ....................................................................................... 709

10.21 C_GEN_THERMODYNAMIQUE_Elec ................................................................................... 711


10.22 C_GEN_THERMODYNAMIQUE_GAZ .................................................................................. 790


10.23 C_Gen_Sources amont des gnrateurs thermodynamiques ............................................................. 862


10.24 C_gen_Rseau de chaleur et de froid ....................................................................................... 880


10.25 C_GEN_Calculs gnration .................................................................................................. 886 10.25.1 Introduction .............................................................................................................. 886 10.25.2 Nomenclature ........................................................................................................... 887 10.25.3 Description mathmatique ....................................................................................... 893

11. ECS ...................................................................................................................................... 908

11.1 S1_BAT_production_instantane_ECS_(d)centralise .................................................................. 908

11.1.1 Introduction .............................................................................................................. 908 11.1.2 Nomenclature ........................................................................................................... 909 11.1.3 Assemblage des composants de la production dECS instantane, centralise ou dcentralise ............................................................................................................................. 911

11.2 S3_BAT_production_stockage_ECS_(d)centralise ..................................................................... 914 11.2.1 Introduction .............................................................................................................. 914 11.2.2 Nomenclature ........................................................................................................... 915 11.2.3 Assemblage des composants de la production dECS centralise ou dcentralise avec stockage(s) ....................................................................................................................... 917

11.3 S3_BAT_production_ECS_centralise_appoints_dcentraliss ......................................................... 920

11.3.1 Introduction .............................................................................................................. 920 11.3.2 Nomenclature ........................................................................................................... 921 11.3.3 Assemblage des composants de la production dECS centralise avec appoints dcentraliss ............................................................................................................................. 924


9

11.4 S3_BAT_production_mixte .................................................................................................. 926

11.4.1 Introduction .............................................................................................................. 926 11.4.2 Nomenclature ........................................................................................................... 927 11.4.3 Assemblage des composants de la production mixte ............................................... 929

11.5 C_EMI_Emission_ECS ....................................................................................................... 931


11.6 C_EIN_besoins_ECS .......................................................................................................... 939 11.6.1 Introduction .............................................................................................................. 939 11.6.2 Nomenclature ........................................................................................................... 940 11.6.3 Description mathmatique ....................................................................................... 942

11.7 C_DIS_Distribution_ECS_du_groupe ...................................................................................... 947


11.8 C_DIS_Distribution_ECS_intergroupe ..................................................................................... 954


11.9 C_STO_Ballon_de_stockage ................................................................................................. 965


11.10 C_STO_gestion_rgulation_base ballon .................................................................................... 975


11.11 C_STO_gestion_rgulation_appoint_ballon ............................................................................... 982 11.11.1 Introduction .............................................................................................................. 982 11.11.2 Nomenclature ........................................................................................................... 983 11.11.3 Description mathmatique ....................................................................................... 985

11.12 C_STO_changeur_ballon ................................................................................................... 986


11.13 S1_GEN_gnrateur_pour_ballon .......................................................................................... 989 11.13.1 Introduction .............................................................................................................. 989 11.13.2 Nomenclature ........................................................................................................... 990 11.13.3 Assemblage des composants du gnrateur pour stockage ...................................... 991

11.14 C_GEN_Boucle solaire ....................................................................................................... 994


11.15 S2_GEN_ballon_base_seule ................................................................................................ 1001

11.15.1 Introduction ............................................................................................................ 1001 11.15.2 Nomenclature ......................................................................................................... 1002 11.15.3 Assemblage des composants .................................................................................. 1004


10

11.16 S2_GEN_ballon_base_solaire_AI ......................................................................................... 1008


11.17 S2_GEN_ballon_base_echangeur_AI ..................................................................................... 1016


11.18 S2_GEN_ballon_base_solaire_AS_ballon ................................................................................ 1025 11.18.1 Introduction ............................................................................................................ 1025 11.18.2 Nomenclature ......................................................................................................... 1026 11.18.3 Assemblage des composants .................................................................................. 1028

11.19 S2_GEN_ballon_base_changeur_AS_ballon ............................................................................ 1034


11.20 S2_GEN_ballon_base_solaire_AS_instantan ........................................................................... 1043


11.21 S2_GEN_ballon_base_changeur_AS_instantan ....................................................................... 1055


11.22 S1_GEN_CESCI ............................................................................................................. 1066


11.23 S2_GEN_CESCAI ........................................................................................................... 1080 11.23.1 Introduction ............................................................................................................ 1080 11.23.2 Nomenclature ......................................................................................................... 1081 11.23.3 Assemblage des composants du CESCAI .............................................................. 1085

11.24 C_STO_Gestion-rgulation_de_la_Boucle_de_Chauffage ............................................................. 1096

11.24.1 Introduction ............................................................................................................ 1096 11.24.2 Nomenclature ......................................................................................................... 1097 11.24.3 Description mathmatique ..................................................................................... 1099

11.25 S2_GEN_Systme_Solaire_Combin_appoint_Chauffage_indpendant ............................................. 1101 11.25.1 Introduction ............................................................................................................ 1101 11.25.2 Nomenclature ......................................................................................................... 1102 11.25.3 Assemblage des composants .................................................................................. 1104

11.26 S2_GEN_Systme_Solaire_Combin_appoint_chauffage raccord ................................................... 1110


12. PERTES............................................................................................................................. 1119

12.1 C_PER_Pertes et consommations lectriques rcuprables ............................................................ 1119



11

13. PHOTOVOLTAIQUE ....................................................................................................... 1125

13.1 S1_PV_installation_PV ..................................................................................................... 1125


13.2 S2_PV_global_PV ........................................................................................................... 1128


13.3 C_PV_capteur_PV .......................................................................................................... 1131 13.3.1 Introduction ............................................................................................................ 1131 13.3.2 Nomenclature ......................................................................................................... 1132 13.3.3 Description mathmatique ..................................................................................... 1134

13.4 C_PV_onduleurs_PV ....................................................................................................... 1136


14. SORTIES ........................................................................................................................... 1139

14.1 PO_I35_sorties_fiche_xml_Bbio ........................................................................................... 1139 14.1.1 Introduction ............................................................................................................ 1139 14.1.2 Nomenclature ......................................................................................................... 1140 14.1.3 Description mathmatique ..................................................................................... 1143

14.2 PO_I35_sorties_fiche_XML_Cep_Tic .................................................................................... 1148


15. CONFORT DT............................................................................................................ 1158

15.1 Sn_METHODE TH E ....................................................................................................... 1158

15.1.1 Introduction ............................................................................................................ 1158 15.1.2 Nomenclature ......................................................................................................... 1159 15.1.3 Description mathematique ..................................................................................... 1161

16. ENR ................................................................................................................................... 1167

16.1 C_Enr_Calcul de la part ENR ............................................................................................. 1167 16.1.1 Introduction ............................................................................................................ 1167 16.1.2 Nomenclature ......................................................................................................... 1168 16.1.3 Description mathmatique ..................................................................................... 1170

17. SCENARIOS CONVENTIONNELS................................................................................ 1173

17.1 BATIMENT A USAGE DHABITATION - MAISON INDIVIDUELLE OU ACCOLEE ......................... 1173

17.2 BATIMENT A USAGE DHABITATION - LOGEMENT COLLECTIF ........................................... 1175

17.3 BUREAUX ................................................................................................................... 1178

17.4 COMMERCE, MAGASIN, ZONES COMMERCIALES .............................................................. 1184

17.5 ETABLISSEMENT DACCUEIL DE LA PETITE ENFANCE (CRECHE, HALTE-GARDERIE) ............. 1191

17.6 ENSEIGNEMENT PRIMAIRE ........................................................................................... 1199

17.7 ENSEIGNEMENT SECONDAIRE (PARTIE JOUR) .................................................................. 1207

17.8 ENSEIGNEMENT SECONDAIRE (PARTIE NUIT) .................................................................. 1217

17.9 ENSEIGNEMENT - UNIVERSITE ....................................................................................... 1222


12

17.10 BATIMENT A USAGE DHABITATION - ETABLISSEMENT SANITAIRE AVEC HEBERGEMENT...... 1231

17.11 ETABLISSEMENT SPORTIF SCOLAIRE ............................................................................. 1237

17.12 ETABLISSEMENT SPORTIF MUNICIPAL ou PRIVE .............................................................. 1242

17.13 BATIMENT A USAGE DHABITATION - FOYER DE JEUNES TRAVAILLEURS ............................ 1247

17.14 BATIMENT A USAGE DHABITATION - CITE UNIVERSITAIRE ............................................... 1255

17.15 HOPITAL (PARTIE JOUR) ............................................................................................... 1261

17.16 HOPITAL (PARTIE NUIT) ............................................................................................... 1270

17.17 HOTEL 0 1* ET 2* (PARTIE JOUR) .................................................................................... 1277

17.18 HOTEL 0 ET 1* (PARTIE NUIT) ........................................................................................ 1283

17.19 HOTEL 2* (PARTIE NUIT) ............................................................................................... 1289

17.20 HOTEL 3*, 4* et 5* (PARTIE JOUR) .................................................................................... 1295

17.21 HOTEL 3* (PARTIE NUIT) ............................................................................................... 1303

17.22 HOTEL 4* et 5* (PARTIE NUIT) ........................................................................................ 1309

17.23 INDUSTRIE - 3 x 8h ........................................................................................................ 1315

17.24 INDUSTRIE 8h 18h ....................................................................................................... 1323

17.25 RESTAURATION SCOLAIRE - 1 REPAS / JOUR, 5j/7 .............................................................. 1331

17.26 RESTAURATION - 1 REPAS / JOUR, 5j/7 ............................................................................. 1336

17.27 RESTAURATION - 2 REPAS / JOUR, 6j/7 ............................................................................. 1341

17.28 RESTAURATION - 2 REPAS / JOUR 7j/7 .............................................................................. 1346

17.29 RESTAURATION SCOLAIRE - 3 REPAS / JOUR, 5j/7 .............................................................. 1351

17.30 RESTAURATION COMMERCIALE EN CONTINUE (18h/j 7j/7) .................................................. 1356

17.31 TRIBUNAL .................................................................................................................. 1360

17.32 TRANSPORT - AEROGARE ............................................................................................. 1370


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1. GENERALITES 1.1 INTRODUCTION

La mthode de calcul Th-B-C-E 2012 a pour objet le calcul rglementaire des coefficients Bbio,Cep et Tic. Elle na pas pour vocation de faire un calcul de consommation relle compte tenu des conventions retenues.

Cette mthode de calcul utilise comme donnes dentre tous les lments descriptifs du btiment et de ses quipements qui sont dfinis de faon opposable.

Ces donnes dentre des lments descriptifs du btiment et de ses quipements sont constitues de deux types de paramtres diffrents :

Des paramtres dits intrinsques qui correspondent aux caractristiques propres du composant,

Des paramtres dits d'intgration correspondants la mise en uvre dans le projet tudi.

Par exemple, le coefficient U d'une baie est un paramtre intrinsque alors que son orientation est un paramtre d'intgration.

Les lments apports aprs la rception du btiment ainsi que les paramtres indpendants du btiment intervenant dans la mthode de calcul sont dfinis de faon conventionnelle.

Le coefficient Bbio exprim en points caractrise l'efficacit nergtique du bti. Il permet d'apprcier celui-ci par rapport aux besoins de chauffage, de refroidissement et de consommations futures d'clairage artificiel. Il s'appuie sur la valorisation des lments suivants :

La conception architecturale du bti (implantation, forme, aires et orientation des baies, accs l'clairage naturel des locaux ),

Les caractristiques de l'enveloppe en termes d'isolation, de transmission solaire, de transmission lumineuse, d'ouverture des baies et d'tanchit l'air,

Les caractristiques d'inertie du bti.

Le coefficient Cep exprim en kWh/(m.SHONRT) dnergie primaire reprsente les consommations dnergie de chauffage, de refroidissement, deau chaude sanitaire, dauxiliaires et dclairage des btiments. Ce coefficient Cep ajoute au coefficient Bbio l'impact des systmes nergtiques suivants :

Systmes de chauffage et de refroidissement, y compris les auxiliaires,

Systmes d'eau chaude sanitaire y compris les auxiliaires,

Auxiliaires de ventilation (limpact des dbits dair tant pris en compte dans les consommations des systmes de chauffage et de refroidissement).

Systmes d'clairage,

Systmes de production locale d'nergie, y compris les auxiliaires.

Le coefficient Tic exprim en C est la temprature oprative (correspondant la sensation de l'occupant) maximale horaire calcule en priode d'occupation pour un jour chaud d't conventionnel, associe une squence chaude reprsentative.


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1.2 STRUCTURATION DU BATI

Un btiment est dcrit dans cette mthode de calcul suivant quatre niveaux :

1) le niveau Btiment ,

2) le niveau Zone ,

3) le niveau Groupe ,

4) le niveau Local .

1.2.1 LE NIVEAU BATIMENT

C'est le niveau o s'expriment les exigences rglementaires en matire de coefficient Bbio et C. Les lments communs tout le btiment (par exemple la situation gographique ou laltitude) sont dfinis ce niveau.

1.2.2 LE NIVEAU ZONE

Ce niveau correspond un regroupement des parties de btiment pour lesquels les scnarios d'utilisation sont identiques. A titre d'illustration, les scnarios des locaux de la zone nuit d'un htel, ou l'ensemble des logements d'un immeuble collectif auront les mmes scnarios d'occupation.

Conventionnellement, tous les locaux d'une zone sont considrs comme tant en connexion araulique. L'impact des dfauts d'tanchit est donc calcul la frontire d'une zone. C'est donc galement ce niveau que sont dfinies les possibilits de ventilation traversante, ou entre niveaux, relativement l'impact des dfauts d'tanchit.

1.2.3 LE NIVEAU GROUPE

Ce niveau regroupe la quasi-totalit des informations requises. C'est en particulier ce niveau que s'effectue le calcul des tempratures intrieures (et donc la vrification de l'exigence rglementaire affrente) ainsi que des besoins de chauffage, de refroidissement et d'clairage.

Une mme zone sera spare en diffrents groupes pour les raisons suivantes :

1) Les locaux principaux ont des volutions de temprature trs diffrentes : c'est par exemple le cas si une partie des locaux principaux d'une mme zone est refroidie et les autres non,

2) Les locaux ont des tempratures proches mais on veut sparer des besoins de chauffage et / ou de refroidissement.

L'clairement intrieur est calcul au niveau du groupe aprs distinction entre parties ayant ou non accs l'clairage naturel.

Du fait de la dfinition de la zone, les diffrents groupes d'une mme zone sont en connexion araulique. La structuration des groupes par rapport ces changes est la suivante :

Une zone peut comporter un ou plusieurs groupes dits standards ,

Une zone peut comporter 0 ou 1 groupe dit de circulation .

Conventionnellement, si on dfinit un groupe de circulation, les autres groupes sont connects


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arauliquement avec lui, et seulement avec lui.

1.2.4 LE NIVEAU LOCAL

Au sens de la prsente mthode de calcul le niveau Local permet d'affiner les apports internes de chaleur et d'humidit, pris en compte ensuite au niveau du groupe. Les surfaces de locaux sont dfinis par usage, au niveau de la zone.

Zone1 Groupe 1 Local 1

Zone 2 Groupe 2 Local 2

Batiment 1 Zone 1 Groupe 1

Zone 2 Groupe 2

1.3 STRUCTURATION DES SYSTEMES

1.3.1 GENERALITES

Cette prsente mthode de calcul distingue les systmes correspondant aux usages suivants :

1) Chauffage,

2) Refroidissement,

3) Ventilation,

4) ECS,

5) Eclairage,

6) Production d'nergie non lie aux systmes prcdents.

Hormis le dernier, les autres systmes sont directement lis la satisfaction du confort des occupants.

Pour chacun des systmes 1 5, cette mthode de calcul distingue les trois niveaux suivants :

1) L'mission correspondant la satisfaction du besoin de l'occupant : chaleur, froid, dbits (souffls et/ou extraits), eau chaude sanitaire, lumire artificielle,

2) La distribution correspondant aux rseaux alimentant les metteurs,

3) La gnration, correspondant l'alimentation nergtique des rseaux de distribution.

Du fait qu'un mme gnrateur peut tre commun plusieurs btiments, il est ncessaire de prvoir un niveau correspondant, appel projet.

En cohrence avec sa dfinition, tous les metteurs 1 5 sont dfinis au niveau Groupe .

Du fait de la dfinition du groupe, diffrents metteurs de mme fonction peuvent coexister dans un mme groupe.


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Groupe

1 2 3chaud froid ECS ventilation clairage

3 1 2 32 3 1 21 2 3 1

1.3.2 CHAUFFAGE REFROIDISSEMENT

Chaque metteur prsent dans un groupe est caractris par sa fonction (chauffage ou refroidissement), son ratio d'mission par rapport au groupe (bas sur la surface relative desservie), et ses caractristiques propres d'mission et de rgulation.

La distribution est spare en une part secondaire et une part primaire pouvant prsenter des taux de pertes rcuprables diffrentes. Les caractristiques principales d'un rseau sont ses pertes (en W/K), sa temprature et les consommations d'auxiliaires.

La gnration regroupe l'ensemble des dispositifs de stockage, de gnration et de composant amonts la gnration (nergie renouvelable, tours de refroidissement, boucle primaire, ).

1.3.3 VENTILATION

Les entres d'air, les dfauts d'tanchit et l'ouverture des baies pour le confort thermique sont traits dans la partie "bti". Cette mthode de calcul traite dans cette partie des diffrents systmes de ventilation spcifique, que ce soit pour l'hygine ou le confort thermique.

Les "metteurs" sont les bouches, ou quivalents, connects aux dbits requis (fournis ou extraits) pour le groupe.

Les " rseaux de distribution" sont caractriss par des pertes arauliques.

Les "gnrateurs" sont les moteurs : extracteurs, centrales de traitement d'air, dispositifs d'aspiration statique ou hybride.

1.3.4 L'EAU CHAUDE SANITAIRE

Les metteurs sont les dispositifs finaux de fourniture d'eau chaude sanitaire (robinets, mitigeurs) qui traduisent la transformation du besoin d'eau chaude sanitaire une demande de couple quantit - temprature.

Les rseaux de distribution et les gnrateurs sont pris en compte de faon analogue au chauffage.


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1.3.5 L'ECLAIRAGE ARTIFICIEL

Contrairement aux usages chauffage et eau chaude sanitaire, il n'y a pas formellement de distribution et de gnration pour lclairage. Seule lmission est prise en compte et correspond aux diffrents systmes dclairage dont la consommation est calcule en fonction de l'clairement naturel, de la rgulation des systmes et de leurs puissances.

Pour ce qui concerne les usages maison individuelle ou accole et logements collectifs et les chambres des usages : enseignement secondaire (partie nuit), tablissements sanitaires avec hbergement, foyer de jeunes travailleurs, cit universitaire et htel (partie nuit), autant les metteurs de chauffage, deau chaude sanitaire et de ventilation peuvent tre caractriss au moment du projet de construction et ainsi correspondre des lments descriptifs du btiment dfinis par le concepteur et opposables, autant en ce qui concerne lclairage, il est impossible de connatre les metteurs qui seront mis en place par le futur occupant. Cest la raison pour laquelle, cet clairage est conventionnel puisque la mthode de calcul considre que la puissance installe dclairage est identique quel que soit le type de btiment.

Pour les autres usages, le concepteur dfinit lui-mme les systmes dclairage qui seront installs dans le btiment. Ils sont donc caractriss au moment du projet. Par consquent, cette mthode de calcul laisse la possibilit au concepteur de valoriser la rgulation des systmes dclairage ainsi que leurs puissances.

Quelle que soit la catgorie de btiment, les clairages suivants ne doivent pas tre pris en compte lors de lapplication de cette mthode de calcul:

lclairage extrieur,

lclairage des parkings,

lclairage de scurit,

lclairage destin mettre en valeur des objets ou des marchandises.

Cette dernire catgorie couvre :

les objets dart tels que les peintures, les sculptures, les objets dart avec un clairage incorpor (lustres),

lclairage localis destin mettre en valeur les tables de restaurant.


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2. LES PRINCIPALES DONNEES CONVENTIONNELLES

Dans cette mthode de calcul, les donnes climatiques et celles relatives l'occupation et l'usage des btiments sont dfinies de faon conventionnelle.

Ces diffrentes conventions ne sont pas adaptes la prdiction des consommations nergtiques futures d'un btiment donn pour les annes suivant sa mise en service. Ces donnes climatiques et ces conventions d'occupation et d'usage ont t dfinies de faon tre les plus proches possibles des conditions moyennes sur le segment de btiment vis.

2.1 LES DONNEES CLIMATIQUES CONVENTIONNELLES

Les variables climatiques prises en compte dans cette mthode de calcul sont les suivantes :

Le rayonnement solaire : il permet de calculer les apports de chaleur pour le bti, ainsi que l'efficacit des capteurs solaires thermiques ou photovoltaques spcifiques. De faon permettre son calcul pour toute orientation et inclinaison et pour la prise en compte des effets de masques, il est fourni sous forme d'une composante directe et d'une composante diffuse,

Le rayonnement lumineux : utilis pour calculer l'clairement naturel dans les locaux, il est dcrit sous la mme forme que le rayonnement solaire et partir de celui-ci,

Le rayonnement froid vers la vote cleste,

Les tempratures et humidit de l'air,

La vitesse du vent pour une altitude de 10 m en zone ouverte,

La temprature de l'eau froide du rseau.

Les annes type se veulent reprsentatives, pour chaque paramtre, des valeurs moyennes ainsi que des extrmes, a minima sur une base mensuelle.

Ces annes type de rfrence ont t dfinies partir de la norme Europenne NF EN ISO 15927-4 Performance hygrothermique des btiments. Calcul et prsentation des donnes climatiques ; Donnes horaires pour l'valuation du besoin nergtique annuel de chauffage et de refroidissement en suivant une procdure base sur le choix de mois reprsentatifs, qui sont ensuite raccords aux limites afin d'viter des sauts brusques de variables.

La constitution de ces annes type de rfrence a t effectue sur la base de fichiers annuels des donnes mesures par Mto-France sur la priode de janvier 1994 dcembre 2008.

Ces donnes climatiques ont ensuite t post-traites de faon ramener les donnes une altitude nulle et effectuer la sparation des rayonnements directs et diffus. La temprature du sol 1m de profondeur a t prise en rfrence comme temprature d'entre de l'eau froide du rseau. Les donnes climatiques sont en heure solaire.

En matire de segmentation gographique, il a t retenu 8 zones climatiques dont les stations de rfrence sont prcises sur la figure ci-aprs, en cohrence avec les exigences rglementaires.


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2.2 LES DONNEES CONVENTIONNELLES D'OCCUPATION ET D'USAGE

Les conditions d'occupation des btiments sont dfinies de faon conventionnelle puisqu'elles ne peuvent tre vrifies sur la base des caractristiques du btiment et de ses quipements nergtiques.

Afin de se rapprocher des donnes moyennes , cette mthode de calcul prend en compte la destination des locaux du btiment de manire gnrale (habitat, cole, bureau) et de manire plus prcise au niveau des diffrents locaux (salle de runion, circulations). Cela signifie que des scnarios conventionnels sont dfinis au niveau de la zone et dautres au niveau du local.

Ces donnes sont dcrites sous forme de scnarios temporels horaires. Elles reprsentent les usages et comportements moyens des occupants dun btiment. L'unit de base est la semaine, avec des modifications lies aux priodes de vacances. Cette mthode de calcul prvoit par exemple pour les maisons individuelles ou accoles et les logements collectifs une absence des occupants pendant deux semaines au mois daot et une semaine au mois de dcembre.

Les donnes relatives loccupation sont en temps lgal. Le temps lgal est le temps en usage en France, il est gal au temps solaire avec une heure de plus en hiver et deux heures de plus en t. Cette mthode de calcul gre le passage de lun lautre.


20

2.2.1 LES SCENARIOS CONVENTIONNELS

2.2.1.1 Scnarios conventionnels dfinis au niveau de la zone

Les scnarios conventionnels dfinis au niveau de la zone sont les suivants :

Les scnarios de prsence qui indiquent si la zone est ou non occupe. A cette occupation sont lies des tempratures de consigne en chauffage et en refroidissement, bases sur le rglage par les occupants du thermostat pour les priodes d'occupation, et du gestionnaire (ou d'un systme de programmation) pour les priodes d'inoccupation.

Ci-dessous une reprsentation des tempratures de consigne dans les maisons individuelles ou accoles et les logements collectifs (chauffage et refroidissement) un jour de semaine. Ces scnarios sont diffrents le mercredi (prsence des occupants l'aprs-midi) et le week-end (prsence continue des occupants).

Les scnarios de ventilation (ncessit ou pas de ventilation pour les occupants), proches des prcdents, mais qui permettent une remise en route de la ventilation avant l'occupation, conformment aux rglementations en vigueur pour les usages autres que dhabitation.

Les scnarios d'clairage (ncessit ou pas d'clairage artificiel) qui sont bass sur les scnarios de prsence en prenant en compte les priodes de sommeil.

Pour ce qui concerne les usages maison individuelle ou accole et logements collectifs et les chambres des usages : enseignement secondaire (partie nuit), tablissements sanitaires avec hbergement, foyer de jeunes travailleurs, cit universitaire et htel (partie nuit), le systme dclairage est entirement conventionnel. Cela signifie que limpact sur les consommations nergtiques ne rsulte donc que des caractristiques des baies. Pour les usages maison individuelle ou accole et logements collectifs , la puissance dclairage conventionnelle est prise gale 1.4 W/m dans cette mthode de calcul. Cette valeur rsulte dune puissance totale installe dans le btiment de 14 W/m et dun facteur de non-simultanit dutilisation des diffrents points dclairage. Cette puissance de 14 W/m correspond linstallation dun point lumineux (lampe fluo-compacte de 11 W) par tranche de 8 m environ. De plus cette mthode de calcul considre que seulement 10 % des points lumineux sont allums simultanment.

Tempratures de consigne sur une journe de

semaine dans un logement

15

1719

21

23

2527

29

31

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Heures

Tem

pra

ture

(en

C))

En mode chauffage En mode refroidissement


21

Ci-dessous une reprsentation de la prsence dclairage artificiel pour les usages maisons individuelles ou accoles et logements collectifs sur une journe. Cela ne signifie pas que la mthode prend en compte systmatiquement une consommation nergtique dclairage durant ces heures. Une consommation nergtique est calcule uniquement lorsque lclairement naturel est insuffisant.

Les besoins d'eau chaude sanitaire, qui rpartissent en profils horaires le besoin hebdomadaire exprim en litres d'eau 40 C qui correspond la temprature moyenne d'utilisation finale.

En ce qui concerne les usages autres que maison individuelle ou accole et logements collectifs , ces besoins sont calculs en fonction du nombre dquipements (par exemple le nombre de chambres pour une cit universitaire ou pour un htel).

Pour les maisons individuelles ou accoles et les logements collectifs, ces besoins sont calculs en fonction de la densit d'occupation conventionnelle. Ce besoin d'eau chaude sanitaire est pris gal 500 litres 40C/adulte/semaine en moyenne. Il est modul suivant les priodes doccupation/inoccupation et la priode de lanne (t/hiver et priodes de vacances).

Ces besoins sont exprims par unit de surface. Cest la raison pour laquelle, en ce qui concerne les maisons individuelles ou accoles et les logements collectifs, le besoin hebdomadaire est calcul en reliant la densit d'occupation la surface habitable.

Afin de prendre en compte le fait que les enfants possdent une demande en eau chaude infrieure celle des adultes, la notion de nombre dadultes quivalents a t introduite. Les rsultats obtenus sont illustrs par le graphe suivant pour les maisons individuelles ou accoles et les logements collectifs :

Prsence d'clairage artificiel sur une journe dans le logement

0

1

2

0:00

2:00

4:00

6:00

8:00

10:00

12:00

14:00

16:00

18:00

20:00

22:00 0:

00

Heures

Weekend Semaine


22

Ci-dessous une reprsentation de la rpartition du besoin deau chaude sanitaire sur une journe dans une maison individuelle de 90 m habitable.

Besoins d'eau chaude sanitaire sur une journe

dans une maison de 90 m

0

5

10

15

20

25

30

0:00

2:00

4:00

6:00

8:00

10:00

12:00

14:00

16:00

18:00

20:00

22:00 0:

00

Heures

Besoin

s d

'eau c

haude

sanitair

e (en litre

s)

Octobre-Mars

Avril-Septembre

2.2.1.2 Scnarios conventionnels dfinis au niveau des locaux

Les scnarios conventionnels dfinis au niveau des locaux sont les suivants :

Apports internes de chaleur lis la prsence humaine qui dpendent du nombre doccupants du btiment et des scnarios de prsence. Cette mthode de calcul prend en compte le fait que, dans les maisons individuelles ou accoles et les logements collectifs , les apports soient diffrents pour les adultes et les enfants, et, pour les deux, plus faibles durant la priode de sommeil en introduisant galement la notion du nombre dadultes quivalents. En ce qui concerne les autres usages, suivant le type de btiments, le taux doccupation (nombre de personnes par m) est dtermin conventionnellement par cette mthode de calcul, ce qui permet den dduire directement les niveaux dapports internes de chaleur.

Cette mthode de calcul considre conventionnellement que le corps dun adulte au repos


23

dgage une puissance de 90 W et celui dun adulte en priode de sommeil dgage 63 W.

Ci-dessous une reprsentation des niveaux dapports internes dus la prsence humaine sur une journe dans une maison individuelle de 90 m habitable.

Niveaux d'apports internes ds aux occupants sur

une journe de semaine dans une maison de 90 m

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Heures

Ap

po

rts

de

ch

ale

ur

(en

W))

Apports internes dhumidit lis la prsence humaine qui dpendent du nombre doccupants du btiment et des scnarios de prsence. Cette mthode de calcul prend en compte le fait que, dans les maisons individuelles ou accoles et les logements collectifs , les apports soient diffrents pour les adultes et les enfants, et, pour les deux, plus faibles durant la priode de sommeil en introduisant galement la notion du nombre dadultes quivalents. En ce qui concerne les autres usages, suivant le type de btiments, le taux doccupation (nombre de personnes par m) est dtermin conventionnellement par cette mthode de calcul, ce qui permet den dduire directement les niveaux dapports internes dhumidit.

Cette mthode de calcul considre conventionnellement que le corps dun adulte au repos dgage une humidit de 0.055 kg/heure et celui dun adulte en priode de sommeil dgage 0.0385 kg/heure.

Apports internes de chaleur dus aux quipements qui reprsentent la chaleur dgage par lensemble des quipements mobiliers (lectromnagers, ordinateurs ) qui ont un impact important sur les besoins nergtiques de chaleur et de refroidissement. Ces apports internes dpendent du taux dquipement des btiments. Cette mthode de calcul distingue les apports internes de chaleur lis aux quipements en fonctionnement permanent et ceux lis aux quipements qui fonctionnent uniquement lors des priodes de prsence des occupants.

En ce qui concerne les maisons individuelles ou accoles et les logements collectifs, conventionnellement, la puissance de chaleur dgage par lensemble des quipements en occupation est prise gale 5,7 W/m et celle dgage par les quipements en priode de sommeil et en inoccupation est prise gale 1,1 W/m. Cette puissance moyenne a t dfinie en prenant en compte la prsence des quipements suivants :


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Equipements pris en compte Apports internes de chaleur en kWh/(m.an)

Cuisson 3,7

Audiovisuel 6,8

Informatique 5,0

Lavage 0,6

Froid (fonctionnement continu) 8,0

Appareils mnagers 2,2

Total 26.3

En ce qui concerne les autres usages, chaque catgorie de btiment possde son propre taux dquipement donc des niveaux dapports internes de chaleur dfinis sparment et de faon conventionnelle galement.

Ci-dessous une reprsentation des niveaux dapports internes dus aux divers quipements prsents dans une maison individuelle de 90 m habitable sur une journe.

Apports internes dhumidit dus aux quipements qui reprsentent lhumidit dgage par lensemble des quipements mobiliers (lectromnagers, ordinateurs ) qui ont un impact sur l'efficacit nergtique de certains quipements de refroidissement. Ces apports internes dpendent du taux dquipement des btiments. Conventionnellement, les btiments usage dhabitation ont des apports internes dhumidit nuls. En ce qui concerne les

méthode de calcul th-bce 2012

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