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Analyse d'un exemple de réhabilitation énergétique d'un bâtiment selon le plan d'état 2013 - 2016
Dans cet article, nous décrirons un exemple de réhabilitation énergétique qui est inclus dans les présentations et les conférences qui font partie de la 1ère Biennale du Bâtiment et de l'Urbanisme Durables, spécifiquement celui correspondant à un cas pilote dans les quartiers routiers de Cadix à Malaga.
L'étude de cas suivante a été réalisée par Fernando Gutiérrez Garrido avec Daniel Rincón de la Vega, il y a quelques années lors du Congrès Greencities.
Caractéristiques de la prestation (Bâtiment) :
Le bâtiment correspond à un bloc de 34 logements à loyer limité avec rez-de-chaussée commercial, situé dans la rue Héroes de Sostoa et Velasco à Málaga. Le bâtiment a deux façades faisant face au nord-est à la rue Velasco et au sud-ouest à l'arrière. Il compte un total de 10 étages d'appartements avec deux typologies qui sont maintenues aux niveaux 1 à 4 et aux niveaux 5 à 10.
La distribution des maisons correspond à celle habituelle de l'époque avec trois et quatre chambres, une salle de bain, une cuisine, une buanderie et un salon-salle à manger, et leur forme et leur distribution rendent difficile une ventilation transversale correcte. Il a une fondation et une structure en béton armé.
Enveloppe thermique du bâtiment :
Les façades extérieures ont une épaisseur totale de 25 cm, et présentent une composition de l'extérieur vers l'intérieur constituée d'une cloison en brique creuse, d'une chambre et d'une cloison en brique creuse, avec une finition extérieure par enduit et peinture.
Il présente un toit résolu avec des cloisons sur la dalle du dernier étage, sur laquelle prend en charge une planche de rasilla finie avec une couche de compression et une tuile arabe. Présente une menuiserie extérieure métallique et des volets roulants. Il a un double verre comme indiqué dans la spécification, mais l'épaisseur n'est pas définie.
Procédure de calcul et hypothèse : Proposition d'amélioration.
Pour modéliser le bâtiment, le programme CALENER VYP a été utilisé, avec lequel les demandes et la consommation d'énergie pour le chauffage et le refroidissement ainsi que les émissions de CO2 sont obtenues.
Une simulation du bâtiment dans son état actuel a été proposée pour connaître les demandes et consommations énergétiques, et ainsi analyser les actions d'amélioration possibles pour la réhabilitation du bâtiment. Ainsi, trois actions sont proposées pour réduire la demande et une autre pour réduire la consommation d'énergie non renouvelable, à savoir :
- Action D1 : Augmentation du niveau d'isolation sur les façades du bâtiment.
- Action D2 : Remplacement de la menuiserie et du verre.
- Action D3 : Niveau d'isolation accru sur le toit du bâtiment.14
- Action S1 : Intégration du captage solaire pour l'ACS et remplacement des équipements de support et du type d'énergie.
Résultats obtenus:
Action D1. Augmentation du niveau d'isolation des façades.
Dans ce premier exemple de réhabilitation énergétique, il est pris en compte que la valeur de transmission thermique est supérieure à celle requise par le Code Technique pour la zone climatique de référence (zone A3). Pour se conformer aux exigences établies, il est nécessaire d'augmenter l'isolation afin que sa résistance thermique soit la suivante:
[point culminant] U [/ point culminant] CTE : 0,94 W/m²K (R : 1,06 m²K/W)
[point culminant] U [/ point culminant] BÂTIMENT : 1,40 W/m²K (R : 0,71 m²K/W)
[mettre en évidence] R [/ mettre en évidence] BÂTIMENT + [mettre en évidence] R [/ mettre en évidence] ISOLATION THERMIQUE REQUISE = RCTE
[point culminant] R [/ point culminant] ISOLATION THERMIQUE REQUISE : 0,35 W/m²K
Un polystyrène extrudé de conductivité 0,038 W/mK est choisi, de sorte qu'un revêtement extérieur est requis avec l'épaisseur suivante :
e = R ∙ λ = 0,35 W / m²K x 0,038 W / mK = 0,0133 m = 1,33 cm
Un bardage à l'extérieur a été proposé, avec une épaisseur d'isolant de 3,00 cm avec un matériau isolant d'une conductivité de 0,038 W/mK. Pour que la transmittance de la façade du bâtiment amélioré soit :
[mettre en évidence] U [/ mettre en évidence] BÂTIMENT AMÉLIORÉ: 0,66 W/m²K (R : 1,51 m²K/W)
Avec ce scénario, les économies d'énergie dans les demandes d'énergie et les émissions sont obtenues, qui sont exprimées dans le tableau suivant :
Action D2 : Remplacement de la menuiserie et du verre.
Selon les solutions constructives du projet, celui-ci présente des fenêtres métalliques sans rupture de pont thermique avec double vitrage, avec les caractéristiques suivantes :
Ecart de transmission U : 5,60 W/m²K
Facteur solaire 0,68
Le pourcentage de monture est considéré comme étant de 18 %, avec une capacité d'absorption de 0,8 (cadre sombre) et un facteur solaire de verre de 0,80. Les pourcentages d'écart dans chaque orientation sont les suivants :
- Nord : 16%
- E : 22%
- Ou : 21%
- S : 31 %
Le coefficient de transmission thermique des trous, pour chaque orientation, présente l'écart suivant, par rapport aux valeurs limites :
- Nord : 0% (égal à la transmittance limite)
- E : inférieur de 12 %
- Ou : 12 % de moins
- S : 16 % de moins
Il est proposé de remplacer la menuiserie et le verre par d'autres en PVC et verre double 4 + 9 + 6 conformes aux minimums établis dans le CTE pour chaque orientation.
[mettre en évidence] U [/ mettre en évidence]CTE : 2,86 W/m²K, FS CTE : 0,63
Dans ce second cas, les économies d'énergie suivantes sont obtenues :
Action D3 : Augmenter le niveau d'isolation en toiture du bâtiment
Dans ce cas, le coefficient de transmission thermique des toitures est de 1,04 W/m²K, soit 108 de plus.% à la valeur limite exigée par le document de base DB-HE pour la zone climatique de référence (zone A3). Pour se conformer strictement aux exigences établies, une augmentation du niveau d'isolation est requise avec la valeur suivante :
[mettre en évidence] U [/ mettre en évidence]CTE : 0,50 W/m²K (R : 2,00 m²K/W)
[mettre en évidence] U [/ mettre en évidence]BÂTIMENT : 1,04 W/m²K (R : 0,96 m²K/W)
[mettre en évidence] R [/ mettre en évidence]BÂTIMENT + [mettre en évidence] R [/ mettre en évidence]ISOLATION THERMIQUE REQUISE = RCTE
[mettre en évidence] R [/ mettre en évidence]ISOLATION THERMIQUE REQUISE : 1,04 W/m²K
Un polystyrène extrudé de conductivité 0,038 W/mK est choisi, de sorte qu'un revêtement extérieur est nécessaire avec l'épaisseur suivante :
e = R ∙ λ = 1,04 W / m²K x 0,038 W / mK = 0,03952 m = 3,95 cm
Un bardage à l'extérieur a été proposé, avec une épaisseur d'isolant de 4,00 cm avec un matériau isolant d'une conductivité de 0,038 W/mK. Pour que le coefficient de transmission thermique de la toiture du bâtiment amélioré soit :
[mettre en évidence] U [/ mettre en évidence]BÂTIMENT AMÉLIORÉ: 0,49 W / m²K (R : 2,04 m²K / W)
Dans ce cas, les améliorations suivantes sont obtenues par rapport à la situation initiale :
Action S1 : Incorporation de capteurs pour l'ECS à accumulation centralisée.
L'incorporation de capteurs solaires pour ACS sur le toit est proposée, de sorte qu'une installation avec accumulation centralisée et support distribué soit générée qui respecte l'apport solaire minimum requis dans DB-HE4.
Zone climatique : IV
Demande de référence : 22 litres par personne
Température de référence : 60 ºC
Occupation : 152 personnes
Demande totale : 3344 litres
Source d'énergie de soutien : Gaz naturel
Contribution solaire proposée : 70 %
Dans ce dernier cas d'amélioration, il est évident que la demande d'énergie est maintenue puisque l'enveloppe n'est pas sollicitée, mais elle améliore la consommation d'énergie et les émissions selon le tableau suivant :
Sur la base de ces quatre améliorations, plusieurs scénarios sont proposés dans lesquels ces hypothèses sont combinées, obtenant les économies suivantes avec les coûts d'investissement et les périodes d'amortissement indiqués :
Proposition d'investissement selon le plan national 2013 - 2013
Il repose sur le critère principal dont l'objectif est de réduire la demande d'énergie d'au moins 30 % conformément aux spécifications contenues à l'article 20 des Actions éligibles du Plan d'État pour la promotion de la location de logements, le réhabilitation de bâtiments, et régénération et rénovation urbaine, 2013- 2016. Pour ce faire, l'action choisie doit être modifiée jusqu'à ce que la demande d'énergie dans le bâtiment soit réduite de 3,19 % supplémentaire par rapport à celle produite par l'action choisie. Ceci est réalisé en augmentant l'épaisseur de l'isolation extérieure proposée pour les façades, de sorte que l'intervention définitive soit celle spécifiée :
- ACTION D1 : Avec un bardage extérieur de 5 cm d'épaisseur et [mettre en évidence] U [/ mettre en évidence]BÂTIMENT AMÉLIORÉ : 0,50 W/m²K
- ACTION D2 : Remplacement de la menuiserie et du verre par des fenêtres en PVC et du verre 4 + 9 + 6 par un [mettre en évidence] U [/ mettre en évidence]CTE : 2,86 W/m²K et FS CTE : 0,63.
- ACTION S1 : Les capteurs solaires sont incorporés pour la production d'ECS avec un système à accumulation centralisée et support distribué, qui respecte la contribution minimale requise dans le document de base DB-HE4, avec une contribution solaire de 70%.
Avec ces nouvelles actions proposées, l'intervention est éligible et bien que le coût de l'investissement soit légèrement supérieur à celui initial, la durée de remboursement est réduite d'un an.
Certaines des conclusions les plus pertinentes de l'étude sont les suivantes :
L'incorporation de isolation thermique dans les façades de ces immeubles à loyer limité représentent une option économique, constructive et architecturalement viable pour améliorer le comportement thermique des bâtiments.
Avec le remplacement de la menuiserie et du verre, une intervention viable est réalisée à la fois du point de vue économique et de manière constructive, pouvant améliorer simultanément d'autres avantages du bâtiment tels que la protection contre le bruit et la qualité de l'air intérieur (avec l'incorporation, le cas échéant , d'aérateurs).
Lorsqu'il s'agit d'améliorer en incorporant une isolation thermique en toiture dans des blocs similaires à celui analysé, il n'y a pas de réduction significative des demandes, de la consommation d'énergie et des émissions.
L'incorporation de l'énergie solaire thermique à travers des capteurs solaires est envisageable dans le cas d'interventions globales, car les performances des équipements, leur nombre et leur disposition peuvent être optimisés.
