Formation Bâtiment Durable : ENERGIE

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1 Formation Bâtiment Durable : ENERGIE Bruxelles Environnement LES LOGICIELS UTILISÉS DANS LE CADRE DE DÉVELOPPEMENT DE PROJETS PASSIFS OU «TRÈS BASSE ÉNERGIE» : INTRODUCTION. Emmanuel s Heeren PLATE-FORME MAISON PASSIVE asbl

2 Objectif de la présentation Pre sentation des diffe rents types de logiciels utilise s dans le cadre de de veloppement de projets de standard passif et (tre s) basse e nergie. 2

3 Plan de l exposé Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP 2. Logiciel PEB 3. Logiciel Be.Global Simulations dynamiques 1. Energy Plus Design Builder 2. TRNSYS 3. Capsol 4. Open Studio Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques 2. Puits canadien 3. Ensoleillement / masques solaires 4. Eclairage 5. Diffusion de vapeur 6. Performance environnementale des bâtiments 7. Site Energie+ 3

5 Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP Logiciel de certification des bâtiments passifs (résidentiels et tertiaires) Logiciel d aide à la conception pour des projets passifs et/ ou basse énergie Il permet, entre autres, de calculer les besoins nets et primaires de chacun des postes énergivores au sein du bâtiment (chauffage, refroidissement, ECS, auxiliaire, éclairage ) Il peut être utilisé par les architectes, bureaux d étude ou toute personne ayant des connaissances en thermique du bâtiment Il se présente sous un format Excel et comporte 33 feuilles de calcul 5

6 Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP Bâtiment 6

7 Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP Système 7

8 Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP Et une plate-forme d outils qui se développe pour les architectes, bureaux d études, etc 8

9 Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP Des guidances techniques (avis techniques, primes et certification) sont également organisées par les Plate-forme Maison Passive et Passiefhuis Platform pour les secteurs résidentiel et tertiaire. 9

11 Bilan énergétique global 2. Logiciel PEB Historique et contexte bruxellois Directive européenne concernant la performance énergétique des bâtiments (2002/91/CE); Transposition de cette Directive dans chacune des Régions En RBC, adoption d une ordonnance (diminuer la consommation d énergie primaire et les émissions de CO2 des bâtiments). Cette ordonnance a pour objectif d améliorer la performance énergétique des bâtiments et leur climat intérieur A Bruxelles, l impact de cette ordonnance est très important dans la mesure où le bâtiment représente 70 % des consommations énergétiques globales de la Région de Bruxelles-Capitale. 11

12 Bilan énergétique global 2. Logiciel PEB Historique et contexte bruxellois L ordonnance bruxelloise PEB et climat intérieur définit en réalité trois réglementations : la réglementation sur les travaux PEB, lors de travaux soumis à permis d urbanisme et/ou d environnement ; la réglementation sur les certificats PEB, lors d une transaction immobilière ; la réglementation sur les installations techniques PEB, pour toute installation centralisée de chauffage ou de climatisation. 12

13 Bilan énergétique global 2. Logiciel PEB Le logiciel Permet de calculer: Le niveau E Le niveau d isolation K Les consommations des divers postes énergétiques Intègre l'ensemble de la méthode de calcul Permet la détermination automatique des exigences applicables en fonction de la superficie, de l'affectation et de la nature des travaux ainsi que l'évaluation automatique des exigences 13

14 Bilan énergétique global 2. Logiciel PEB Intègre des formulaires qui se remplissent automatiquement à partir des données du projet Possède un tableau de bord pour faciliter l'encodage du projet Intègre des outils des études de faisabilité Possède un module d'optimisation Utilise des bibliothèques indépendantes des projets qui peuvent être partagées par plusieurs utilisateurs Est convivial. 14

15 Bilan énergétique global 2. Logiciel PEB 15

16 Bilan énergétique global 2. Logiciel PEB Accueil > Professionnels > Thèmes > Energie > PEB et climat intérieur > Travaux PEB > Logiciel PEB 16

18 Bilan énergétique global 3. Logiciel Le contexte : Evolution rapide des exigences énergétiques Critères et législation de + en + exigeants Concept énergie grise prend de l importance Demande des architectes et des pouvoirs publics Le logiciel Le logiciel permet de calculer le bilan énergétique global d un bâtiment ainsi que son bilan des émissions de gaz à effet de serre 18

19 Bilan énergétique global 3. Logiciel Objectif Encourager constructions et rénovations plus responsables quant à l énergie grise et au bilan des émissions de GES Aller + loin dans la prise en compte de l impact d un bâtiment Outil simple (mais pas simpliste) Encodage minimisé pour utilisateurs PHPP Bases de données KBOB Ecobilan des parois Base de données producteurs 19

20 Bilan énergétique global 3. Logiciel Base de Données Base de Données PHPP Encodage be.acv Encodage be.acv Résultats Résultats PHPP sans PHPP 20

21 Bilan énergétique global 3. Logiciel 21

22 Bilan énergétique global 3. Logiciel Gratuit, open source, multilingue 22

24 Simulation dynamique 1. Energy Plus / Design Builder Fonctions Calcul des déperditions/gains thermiques de l'enveloppe en hiver/été Dimensionnement du chauffage Dimensionnement du rafraichissement par ventilation naturelle et/ou climatisation Simulation dynamique restituant des données de confort, de bilan thermique, ventilation, etc. Construction en 3D réaliste avec vue des ombres portées Modeleur du bâtiment incluant des assistants de création de fenêtres, composition de la construction, détection automatique du type de paroi qui vous évitent de nombreuses saisies ou dessin 24

25 Simulation dynamique 1. Energy Plus / Design Builder Gestion de l'occupation, de la ventilation mécanique, des ouvertures de fenêtre, de l'occultation des baies, des apports internes... par planning paramétrable selon le type de jour, les mois, les heures (ou infra horaire); Économie d'énergie : free-cooling, récupérateur d'énergie sur air extrait, ventilation nocturne, gradation de l'éclairage selon la luminosité, régulation des températures d'air soufflé selon la demande, volume d'air variable... déjà disponible en quelques clics. Plusieurs centaines de matériaux et exemples sont livrés en français avec le Pack Français Carte d'éclairement naturel, FLJ 25

26 Simulation dynamique 1. Energy Plus / Design Builder Avantages : Ergonomie Facilités des saisies Différentes simulations possibles (énergétique, éclairage, optimisation thermique, systèmes CVC, analyse CFD, étude d ombrage) Importation et exportation 3D possibles 26

28 Simulation dynamique 2. TRNSYS Description TRNSYS (TRaNsient SYstem Simulation Program) (programme de simulation de systèmes transitoires) est un logiciel modulaire de simulation. Il est livré avec un certain nombre de modules de base (environ 50) et offre la possibilité à l'utilisateur de créer lui-même ses propres composants. Parmi les modules de base se trouvent de nombreux composants de systèmes thermiques courants ainsi que des sous-programmes de gestion des résultats des simulations et de gestion de bases de données (météo ou autres). Une librairie Internet de composants additionnels, et de fréquentes mises à jour sont accessibles pour les utilisateurs. 28

29 Simulation dynamique 2. TRNSYS Données introduites Description du bâtiment et données météo (fournies avec le programme pour certaines villes); Description des éléments du système thermique et de leur fonctionnement. Des liens existent avec certains programmes de dessin pour faciliter la saisie des données décrivant le bâtiment. Résultats Consommations mensuelles et annuelles, visualisation sous forme d'histogrammes, impression des différentes valeurs variables (par pas de temps), visualisation en temps réel de certaines valeurs de la simulation. 29

30 Simulation dynamique 2. TRNSYS Avantages TRNSYS est flexible pour modéliser un ensemble de systèmes thermiques à différents niveaux de complexité (modules avec procédures de calcul plus ou moins élaborées) L'accès au code source permet aux utilisateurs de modifier ou d'ajouter des composants qui ne figurent pas dans la librairie d'origine Documentation vaste sur les sous-programmes y compris explications, usages usuels, équations de base Définition très souple de la période de simulation : choix du pas de temps, du début et de la fin de la simulation 30

31 Simulation dynamique 2. TRNSYS Inconvénients Consommations mensuelles et annuelles, visualisation sous forme d'histogrammes, impression des différentes valeurs variables (par pas de temps), visualisation en temps réel de certaines valeurs de la simulation. Source : icedd asbl 31

32 Plan de l exposé Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP 2. Logiciel PEB 3. Logiciel Be.Global Simulations dynamiques 1. Energy Plus Design Builder 2. TRNSYS 3. Capsol Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques 2. Puits canadien 3. Ensoleillement / masques solaires 4. Eclairage 5. Diffusion de vapeur 6. Performance environnementale des bâtiments 7. Site Energie+ 32

33 Simulation dynamique 3. Capsol Description Capsol est un logiciel (à vocation essentiellement pédagogique) utilisé pour optimiser les performances énergétiques des bâtiments, notamment dans la gestion de la demande en chaud et en froid. Utilisé également dans l évaluation du confort thermique. Ce logiciel permet d effectuer des évaluations simplifiées d installations utilisant l énergie solaire, de fournir une estimation des avantages énergétiques, économiques et environnementaux de celles-ci de comparer l influence des variations des paramètres principaux (ensoleillement, surface des capteurs, montage financier ) 33

34 Simulation dynamique 3. Capsol Données introduites (pour chaque zone) Définir différentes zones climatiques intérieures et extérieures Définir les parois séparant ces différentes zones (aire, composition, conductivité thermique des composants) Définir l orientation et l éventuelle inclinaison de toutes les parois Définir les propriétés d inertie thermique de la paroi (réflexion, transmission, albédo). Des facteurs d ombrages peuvent également être introduits. 34

35 Simulation dynamique 3. Capsol Résultats Évolutions graphiques des températures Flux de chaleur Animation vidéo (.avi) des flux à travers les parois séparant les différentes zones du modèle 35

37 Simulation dynamique 4. Open Studio Description Est une multi plate-forme de logiciels qui permet de simuler une modélisation du bâtiment. Il fonctionne avec le moteur de calcul Energy Plus et fait également appel à d autres logiciels comme Radiance (éclairage), Window (fenêtres), etc. Le logiciel permet d e tudier tant les aspects énergétiques (bilan, déperdition, besoins, etc..) que les aspects liés à l e clairage ou au dimensionnement des installations. Utilise un plug-in Sketch up qui permet une modélisation géométrique aisée 37

38 Simulation dynamique 4. Open Studio Données introduites: La géométrie du bâtiment >> Plug-in Sktech up! Les gains internes Les typologies de parois (U, inertie, orientations, etc.) via bibliothèque créée et à créer Les sce narii d utilisation et d occupation (cre e s et à créer) La consigne de T Définition des zones climatiques Définition du climat extérieur Systèmes présents dans le bâtiment 38

39 Simulation dynamique 4. Open Studio Données introduites: Résultats: Lien : 39

40 Simulation dynamique 4. Open Studio Résultats: Évolution de la température des différentes zones climatiques définies Bilan énergétique Étude de l e clairage naturel Puissance chaud / froid à installer (dimensionnement) Évaluation du confort. 40

41 Simulation dynamique 4. Open Studio Mais aussi: Logiciel gratuit! Formation à l utilisation du logiciel Open Studio: ou info@maisonpassive.be pour plus d informations Lien : 41

42 Simulation dynamique Autres SISAL Pléaides Virtual Environnement 42

44 Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques : THERM Dessin / Catalogue Dessin Importation vectorisée oui (seulement pour calque) Importation pixellisée oui (seulement pour calque) 2D / 3D 2D Valeur de sortie Flux Valeurs extraites - Prix Freeware 44

45 Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques : EUROKOBRA Dessin / Catalogue Catalogue modifiable Importation vectorisée Non Importation pixellisée Non 2D / 3D 3D Valeur de sortie Pt therm 2zones /Flux Valeurs extraites - Prix Freeware (projets de recherche) 45

46 Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques : HEAT Dessin / Catalogue Importation vectorisée Importation pixellisée 2D / 3D Valeur de sortie Valeurs extraites Prix Dessin Non Oui (seulement calque) 2D / 3D Pt therm 2zones /Flux Graphs, tables, Freeware / 900 $ 2D / 1500 $ 2D+3D 46

47 Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques : ARCHICUBE Dessin / Catalogue Dessin Importation vectorisée Non Importation pixellisée Non 2D / 3D 3D Valeur de sortie Flux Valeurs extraites - Prix Freeware 47

48 Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques : KALIBAT Dessin / Catalogue Catalogue Importation vectorisée Non Importation pixellisée Non 2D / 3D 2D Valeur de sortie Pont thermique Valeurs extraites - Prix Freeware 48

49 Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques : ANTHERM Dessin / Catalogue Dessin Importation vectorisée Oui Importation pixellisée Oui 2D / 3D 2D / 3D Valeur de sortie Pont thermique / flux Valeurs extraites Rapport résultats Prix

50 Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques : BISCO Dessin / Catalogue Dessin Importation vectorisée Oui Importation pixellisée Oui 2D / 3D 2D Valeur de sortie Pont thermique (2z t ) / flux Valeurs extraites Rapport résultats Prix

51 Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques : exemple Récapitulatif des résultats d un même pont thermique calculé dans les différents logiciels Logiciel Ψe [W/mK] Therm 0.65 Eurokobra 0.67 Heat 0.56 Archicube 0.65 Kalibat 0.65 Antherm 0.63 BISCO

52 Plan de l exposé Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP 2. Logiciel PEB 3. Logiciel BE.ACV Simulations dynamiques 1. Energy Plus Design Builder 2. TRNSYS 3. Capsol 4. Open Studio Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques 2. Puits canadien 3. Ensoleillement / masques solaires 4. Eclairage 5. Diffusion de vapeur 6. Performance environnementale des bâtiments 7. Site Energie+ 52

53 Logiciels spécifiques 2. Puits canadien: PHLuft (allemand) : GAEA : 53

54 Plan de l exposé Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP 2. Logiciel PEB 3. Logiciel BE.ACV Simulations dynamiques 1. Energy Plus Design Builder 2. TRNSYS 3. Capsol 4. Open Studio Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques 2. Puits canadien 3. Ensoleillement / masques solaires 4. Eclairage 5. Diffusion de vapeur 6. Performance environnementale des bâtiments 7. Site Energie+ 56

55 Logiciels spécifiques 3. ensoleillement/masque: ECOTEC Rayonnement solaire Visualiser le rayonnement solaire sur les fenêtres et les autres surfaces, à n importe quelle période de l année. Éclairage naturel Calculer les facteurs d éclairage naturel et les niveaux d éclairement à partir de n importe quel point du modèle. Ombres et réflexions Afficher la position et le parcours du soleil par rapport à la date, l'heure et l'emplacement de votre choix. 58

56 Plan de l exposé Bilan énergétique global 1. Logiciel PHPP 2. Logiciel PEB 3. Logiciel BE.ACV Simulations dynamiques 1. Energy Plus Design Builder 2. TRNSYS 3. Capsol 4. Pleaides 5. SISAL Logiciels spécifiques 1. Ponts thermiques 2. Puits canadien 3. Ensoleillement / masques solaires 4. Eclairage 5. Diffusion de vapeur 6. Performance environnementale des bâtiments 7. Site Energie+ 59

57 Logiciels spécifiques 4. Eclairage DIALUX : Autodesk : Radiance : 60

59 Logiciels spécifiques 5. Diffusion de vapeur: WUFI 1D 65

60 Logiciels spécifiques 5. Diffusion de vapeur: WUFI 1D Résultat 66

62 Logiciels spécifiques 6. Performances environnementales Breeam Europe (UK) 1990 Tous types, neuf et rénovés BATEX Belgique (RBC) 2007 Tous types, neuf et rénovés Valideo Belgique 2008 Bureaux, logements et écoles, neuf ou rénovés HQE France 2005 Bureaux et écoles, neuf ou rénovés LEED USA 1998 Tous types, neuf et rénovés DGNB/BNB Allemagne 2009 Bureaux neufs 68

63 Logiciels spécifiques 6. Performances environnementales Ces méthodes de certification évaluent différents aspects durables du bâtiment Se décomposent en catégories / points / souspoints, etc. Définition d indicateurs pour lesquels une série de critères sont à respecter >> Points attribués Les critères sont mesurables / grille d appréciation / me thode objective/ Définition d un résultat général >> Certification / label à la clef 69

65 Logiciels spécifiques 7. Site Energie+ Présentation Energie+ est un outil d information développé par Architecture & Climat (UCL) et réalisé dans le cadre du Programme Responsable Energie de la Région Wallonne. Il a pour objectif d aider les gestionnaires de bâtiments tertiaires à maîtriser leurs dépenses énergétiques par différents moyens : formations, audits, subventions, Public cible les Responsables Energie, les gestionnaires de bâtiments, les concepteurs,... 71

66 Logiciels spécifiques 7. Site Energie+ Ce site présente concrètement toutes les techniques de conception et d amélioration énergétique des bâtiments : Concevoir, auditer et rénover un bâtiment Le chauffage La climatisation L éclairage L isolation thermique La cogénération 72

67 Logiciels spécifiques 7. Site Energie+ 73

68 Contact Marny DI PIETRANTONIO Plate-forme Maison Passive asbl 081 / (permanence technique de 9h à 12h) info@maisonpassive.be ou infotechnique@maisonpassive.be 74