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Efficacité énergétique dans les bâtiments
Quand on parle de efficacité énergétique dans les bâtiments Nous nous référons généralement à l'ensemble des procédures qui conduisent à la Je construis consomme moins d'énergieMais le nœud du problème est de déterminer jusqu'où il est possible ou raisonnable d'aller.
Les réglementations étatiques inspirées de la directive sur l'efficacité énergétique prennent généralement comme référence ce que l'on appelle le « coût optimal », c'est-à-dire que les coûts d'investissement sont acceptables par rapport aux avantages économiques que l'énergie entraîne. consommation d'énergie réduite (optimisation).
Remarque : Vous pouvez consulter l'application de la méthodologie « coût optimal » dans les pays de l'UE depuis ICI en anglais.
Bien que le viabilité économique, est ce n'est pas le seul critère possible et pourrait essayer de réduire la consommation d'énergie du bâtiment jusqu'à ce qu'il soit pratiquement nul ou que le l'impact environnemental résultant de la construction et de l'exploitation du bâtiment est minime (minimisation).
Il est évident que selon les différents critères retenus comme référence, les niveaux d'ambition dans l'obtention de l'efficacité énergétique seront également différents.
Dans cet article nous essaierons d'évaluer pour un bâtiment donné, quel est le niveau d'ambition apporté par ces différents critères et nous montrerons que le plus couramment utilisé, qui est l'optimisation énergétique, conduit justement à être le moins ambitieux et nous ferions bien en ne le considèrent pas comme le critère privilégié.
Méthodologie
- Nous utiliserons un exemple de bâtiment et en ne modifiant que le paramètre « isolation », la consommation énergétique finale pour le Chauffage, le Refroidissement et leurs auxiliaires (pompes et ventilateurs) sera évaluée.
- Les consommations dérivées de l'éclairage, des équipements, de l'eau chaude sanitaire ont été exclues de cette étude puisque celles-ci sont indépendantes du niveau d'isolation et c'est précisément cette dernière que nous souhaitons mettre en évidence, puisqu'à certaines occasions certains ont prétendu qu'un « excès d'isolation » pourrait ne pas être recommandé du point de vue de l'efficacité énergétique.
- Une fois obtenue pour chaque hypothèse d'isolement, nous traduirons la consommation d'énergie primaire en impact économique (coût) ou environnemental (GWP effet de serre).
- Pour rendre les résultats plus facilement utilisables pour d'autres tailles de bâtiments similaires, les résultats seront normalisés en fonction de la surface conditionnée du bâtiment.
- Enfin, les résultats seront analysés sous la forme d'un graphique en nuage de points où la tendance de chaque variable est intuitive lorsque la quantité d'isolant disponible dans le bâtiment augmente.
Cas d'étude
Il est considéré pour ce cas, un immeuble multifamilial entre maisons composé de rez-de-chaussée + 4 étages avec un total de 16 maisons d'une superficie climatisée de 1282 m2 (seules les maisons sont considérées comme climatisées)
L'image suivante montre le bâtiment considéré :
CARACTÉRISTIQUES DU BÂTIMENT :
- L'orientation du bâtiment est Nord-Sud.
- La construction est traditionnelle avec des matériaux d'isolation en façades au moyen de bardage et de toiture plate à toiture inversée.
- Les isolants utilisés sont de la laine de verre en bardage et du XPS en toiture inversée.
- Pour les niveaux d'isolation, 12 niveaux d'isolation pour la façade et la toiture ont été considérés et le calcul a été effectué avec toutes les combinaisons possibles avec des valeurs comprises entre 0 cm et 22 cm, ce qui représente la réalisation de 144 cas.
- Des fenêtres à double vitrage sont disponibles dans l'immeuble dans tous les cas.
- Le profil professionnel et la gestion de la ventilation sont ceux qui sont considérés comme représentatifs de l'usage pour l'habitation.
- Le mazout de chauffage est le gaz naturel tandis que celui utilisé en refroidissement et auxiliaire est l'électricité.
- Pour l'étude, les tracés ont été répétés pour deux sites (Barcelone et Madrid) pour tenir compte de l'influence possible de la météo.
Logiciel utilisé
- La géométrie a été utilisée pour la modélisation Sketchup.
- OpenStudio a été utilisé pour construire le modèle énergétique
- Les calculs ont été effectués directement sur l'outil Energy Plus.
- Les calculs paramétriques et l'extraction des résultats ont été effectués à l'aide de JEplus.
- L'analyse des résultats a été réalisée sous Excel.
Calculs
1.- Consommation d'énergie
La première étape consiste à évaluer la quantité d'énergie finale consommée par les systèmes de chauffage et de refroidissement, y compris les consommations associées des circulateurs de fluide.
Dans les deux cas, on constate qu'au sein des niveaux d'isolation considérés dans l'étude (entre 0 et 22 cm) la consommation diminue au fur et à mesure que la disponibilité de l'isolation augmente, et, par conséquent, il sera toujours positif d'augmenter l'isolation si on le souhaite. minimiser la consommation d'énergie.
2.- Coût total
Est appelé « Coût total » à la somme des coûts dérivés de l'investissement en isolation et des coûts d'exploitation du bâtiment.
- Pour le coût d'investissement en isolation, seule la dérivée de l'isolation a été considérée, ce qui est représentatif du cas de la construction neuve.
- Pour le coût d'investissement, seuls le terme énergétique et ses taxes dérivées basées sur le combustible ont été considérés et avec un horizon de 50 ans comme durée de vie probable du bâtiment.
Les résultats sont reproduits ci-dessous :
Il est évident que, dans ce cas, il existe une valeur qui fournit un coût total minimum et que des niveaux d'isolation inférieurs ou supérieurs conduisent à une augmentation du coût.
Il est également apprécié que les niveaux plus élevés d'isolation représentent des augmentations de coût total négligeables. Bien qu'ils soient moins isolants, ils augmentent considérablement les coûts.
Ce que l'on appelle communément le « niveau optimal » d'isolation, est en fait le « niveau minimum » en deçà duquel nous ne devrions jamais être afin de ne pas inclure des surcoûts importants.
3.- Impact environnemental (Effet de Serre)
Pour évaluer l'impact environnemental dû à l'incorporation de l'isolant, les Déclarations Environnementales des Produits (DAP/EPD) introduites dans le bâtiment ont été prises et l'effet de serre (GWP) de chaque cas a été pris en compte tout au long du cycle de vie.
Rappelons que nous avons un article détaillé sur la façon de calculer l'impact environnemental d'un bâtiment et quels programmes, également écrit par Josep Sole.
De la même manière que la consommation finale d'énergie a été traduite en coût d'exploitation, le potentiel d'effet de serre a été évalué en fonction du type de combustible utilisé. Les résultats sont résumés dans les graphiques suivants.
Comme pour la consommation d'énergie, dans ce cas, l'impact environnemental total tout au long du cycle de vie est réduit en augmentant le niveau d'isolation sans trouver, au moins dans l'environnement étudié, une valeur limite qui provoque une augmentation de l'impact environnemental du bâtiment .
Par conséquent, contrairement à ce que certains prétendent, la quantité d'isolant à installer dans le bâtiment ne doit en aucun cas être limitée pour des raisons environnementales.
Conclusion.
- Des études paramétriques permettent de révéler l'évolution de la consommation énergétique, du coût ou de l'impact environnemental en augmentant le niveau d'isolation disponible dans un bâtiment.
- Dans les limites étudiées, uniquement pour le critères économiques, il existe une valeur minimale qui ne correspond pas au niveau d'isolement maximal.
- le le critère « coût optimal » est le moins ambitieux des critères possibles, et ne doit donc pas être utilisé de manière préférentielle comme d'habitude.
- le le critère de minimisation de l'impact environnemental coïncide avec le critère de minimisation de la consommation d'énergie et il doit être utilisé préférentiellement comme critère d'efficacité énergétique.
- Les Les objectifs de décarbonation des bâtiments passent fondamentalement par une maximisation de la protection thermique les mêmes.
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