Guide Utilisation du logiciel LESOSAI 2005 – version 5.5 pour la

Guide Utilisation du logiciel LESOSAI 2005 – version 5.5 pour la

Guide d’utilisation du logiciel LESOSAI 5.5 dans le cadre du règlement grand-ducal du 3 aôut 2005
Guide
Utilisation du logiciel LESOSAI 2005 – version 5.5 pour la réalisation des calculs
énergétiques concernant des constructions à basse consommation d’énergie et des
constructions passives dans le cadre du « règlement grand-ducal du 3 août 2005 »
1
Table des matières
1
2
3
4
Table des matières............................................................................................. 1
Objet ............................................................................................................... 2
Ressources requises et références........................................................................ 3
Utilisation de LESOSAI 5.5 pour la détermination de IE1 .......................................... 4
4.1
Norme de calcul .......................................................................................... 4
4.2
Données climatiques.................................................................................... 4
4.3
Conditions d’usage type ............................................................................... 5
4.3.1
Typologie ............................................................................................ 5
4.3.2
Charges internes .................................................................................. 5
4.3.3 Echange d’air .......................................................................................... 6
4.3.4 Vérification du rique de condensation – diagramme ‘Glaser’ ........................... 7
5
Saisie des données ............................................................................................ 8
5.1
Surface de référence énergétique .................................................................. 8
5.2
Surfaces de déperdition et valeurs ‘U‘ ............................................................ 9
5.3
Vitrage et gains solaires ..............................................................................10
5.3.1 Facteur d’ombrage ..................................................................................10
5.3.2 Facteur de salissement: ...........................................................................10
5.3.3 Facteur de réduction – incidence non orthogonale du rayonnement solaire ......10
6
Résultat de calcul .............................................................................................11
7
Détermination de IE1max ....................................................................................12
8
Ponts thermiques..............................................................................................13
9
Utilisation de LESOSAI 5.5 pour la détermination de IE2 .........................................14
9.1
Remarque concernant l’installation de ventilation............................................14
10
Remarques générales - disclaimer....................................................................15
11
Auteurs........................................................................................................16
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Objet
Détermination de la valeur IE1 conformément au règlement grand-ducal du 3 août 2005
à l’aide du logiciel LESOSAI version 5.5.
Remarque:
Les paramètres de calibrage développés dans la suite, sont tous, dans la mesure du
possible, préconfigurés dans un fichier ‘Master_Lesosai-5.5_ael-calibré_1’. Ledit ficher
comprend de plus une enveloppe thermique prédéfinie au niveau des éléments de
construction ( parois extérieures, vitrage suivant points cardinaux, dalle supérieure
contre grenier non chauffé et dalle inférieure) relative à une maison d’habitation d’une
architecture standard. Au niveau de l’enveloppe prédéfinie, il faut spécifier
essentiellement les surfaces et valeurs ‘U’ des éléments de construction précités. Quand
le grenier est chauffé ou quand l’étage supérieure chauffée est délimitée par la toiture,
l’option ‘gegen aussen’ est à choisir dans le menu ‘Lage’ relatif audit élément de
construction.
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Ressources requises et références
Logiciel :
LESOSAI version 5.5 (avec license) y compris
didacticiel électronique intégré sous ‘Help’ (menu ‘?’)
Equipement informatique :
standard, suivant les exigences du logiciel LESOSAI 5.5
le
Références légales et normatives :
1) Règlement grand-ducal du 3 août 2005 (promotion de l’utilisation rationnelle de
l’énergie et mise en valeur des sources d’énergies renouvelables) – mémorial A
N°136-2005
2) Normes
SIA 380/1 (2001), 380/4 et 180/4
DIN EN ISO 13790
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4.1
Utilisation de LESOSAI 5.5 pour la détermination de IE1
Norme de calcul
La norme de calcul doit être spécifiée au niveau de la barre d’outils. Dans le présent cas, la
norme euruopéenne CEN EN 13790 a été choisie car elle est citée comme référence dans le
règlement grand-ducal du 3 août 2005. De plus, le critère ‘Vergleich’ est à choisir au
niveau de la rubrique ‘Leistungskontrolle’ afin de permettre le calibrage des paramètres
spécifiques.
4.2
Données climatiques
Le logiciel LESOSAI 5.5. a intégré un ficher de données climatiques complet (OMM) pour le
Luxembourg sous le menu ‘Rechenoptionen’. Une altitude de référence de 350 m (Findel) est
à choisir pour calibrer la chaleur massique de l’air (pertes par ventilation). Le règlement
grand-ducal du 3 août 2005 fait référence à un climat unique pour le Grand-Duché de
Luxembourg.
Note: l’indication au niveau du master ‘nd’ signifie non déterminé ; l’information y relative et
spécifique au projet est à indiquer par l’usager du programme. Les cellules ainsi spécifiées
renferment des informations générales d’ordre secondaire – donc non utilisées pour le calcul
du bilan énergétique.
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4.3
Conditions d’usage type
4.3.1 Typologie
Les paramètres relatifs au type de construction sont définis sous le menu ‘Typologie’ obtenu
par double-click sur ‘Beheizte Zone’ sous le menu ‘Elementenliste’.
Le type de construction (construction massive ou construction légère en structure bois) est
respecté au niveau de la cellule ‘Wärmekapazität’. Les valeurs peuvent être trouvées dans la
norme SIA 380/1 (chapitre 3.4.5.1. – version 2001). Elles sont automatiquement rapportées
par le logiciel à la surface de référence énergétique non corrigée SRE0.
sehr massive Bauweise
massive Bauweise
Holz-Blockbauweise
Holz-Ständerbauweise
1000 kJ/m2K
500 kJ/m2K
300 kJ/m2K
100 kJ/m2K
Pour une maison à appartements, le choix du type Wohnen MFH s’impose.
4.3.2 Charges internes
Les conditions d’usage type répondent à la norme SIA 380/1 (version 2001). Elles sont
visibles ci-dessous (gauche pour maison individuelle; droite pour maison à appartements).
Elles sont définis sous le menu ‘Allgemeine’ obtenu par double-click sur ‘Beheizte Zone’ sous
le menu ‘Elementenliste’.
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Le nombre d’ocupants s’obtient par division de la surface de référence énergétique non
corrigée SRE0 par 60 (surface chauffée moyenne par occupant) pour les maisons
individuelles respectivement par 40 pour les maisons à appartements.
4.3.3
Echange d’air
L’échange d’air standard moyen à atteindre est de 0,45 1/h suivant le règlement grandducal du 3 août 2005.
Or le présent logiciel s’appuie sur l’échange d’air dans la dimension [m3/(hm2)] sous le menu
‘Allgemeine’ obtenu par double-click sur ‘Beheizte Zone’ sous le menu ‘Elementenliste’.
Le format [1/h] est néanmoins affiché sous sont définis sous le menu ‘Intermittierende
Heizung’ obtenu par double-click sur ‘Beheizte Zone’ sous le menu ‘Elementenliste’.
De ce fait un processus itératif s’impose après avoir introduit toutes les données
géométriques du bâtiment.
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4.3.4
Vérification du rique de condensation – diagramme ‘Glaser’
Dans le menu permettant de calculer les valeurs ‘U’ (icône ‘+’ au niveau ‘Berechneter UWert’), il y a moyen de vérifier le risque de condensation. La référence standard des climats
intérieur et extérieur est indiqué ci-dessous. Ces valeurs ont cependant un caractère
purement indicatif.
Dans le cas d’un risque de condensation, pour des paramètres de référence donnés, un
avertissement apparaît dans la partie inférieure droite du diagramme ‘Glaser’. La
condensation n’est cependant pas quantifiée.
Saisie des données
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Saisie des données
Les données sont à introduire suivant les exigences de LESOSAI 5.5 avec les particularités
suivantes :
5.1
Surface de référence énergétique
Dans le cadre du règlement grand-ducal du 3 août 2005, la valeur « Energiebezugfläche »
correspond à la valeur SRE (resp. EBF) qui est à calculer avec l’application de facteurs de
correction suivant la norme SIA 180/4.
Le facteur de correction ‘Korrektur für grosse Raumhöhen (> 3 m)’ est à appliquer.
Par étage, la hauteur brute (Geschossfläche) et la surface brute chauffée, indépendamment
de la hauteur libre, sont à indiquer au niveau des deux premières colonnes du tableau repris
ci-dessus. Les valeurs à fond gris sont calculées par le programme à savoir la surface de
référence énergétique corrigée et le volume net (égal à 80% du volume brut).
Dans le cas où certains locaux d’un étage dépassent la hauteur brute de 3 m, une moyenne
pondérée par étage de la hauteur brute sur base de la surface de référence énergétique non
corrigée est à assurer.
Les facteurs de correction de température sont intégrés dans le programme pour les
différents éléments de l’enveloppe thermique. Suivant les spécificités de l’objet, ils peuvent
être adaptés dans le menu ‘Lage’ relatif à l’élément de construction en question.
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5.2
Surfaces de déperdition et valeurs ‘U‘
En partant du menu repris ci-dessous, les surfaces brutes de déperdition thermique [m2] et
les valeurs ‘U’ [W/m2K] sont indiqués pour chaque élément de l’enveloppe thermique. En
appliquant un double-click sur l’élément de construction souhaité, le menu pour l’entrée des
données s’affiche.
Remarques:
-
Quand la toiture ne comprend pas d’éléments vitrés et quand elle représente une
structure homogène, elle peut être considérée comme un élément de construction
indépendamment de l’orientation et de l’inclinaison.
-
Quand la toiture comprend des éléments vitrés ou quand elle est composée de
sructures différentes, il y lieu de différencier ces éléments de toiture. N.B. Les gains
solaires au niveau des éléments vitrés en toiture varient en fonction de l’orientation
et de l’inclinaison et il y lieu de les modéliser correctement.
-
La base de données avec le propriétés physiques des matériaux de construction peut
être élargie en fonction des préférences individuelles.
-
Le programme dispose d’un outil permettant de calculer les valeurs ‘U’ des différentes
structures de l’enveloppe thermique.
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5.3
Vitrage et gains solaires
Les données sont à saisir suivant les exigences de LESOSAI 5.5 avec les particularités
suivantes:
5.3.1
Facteur d’ombrage
Trois possibilités se présentent
-
:
à choisir suivant SIA 380/1, Tableau 3.4.4.11 – version 2001 (Fs1, Fs2, Fs3)
à choisir suivant EN CEN 13790 chapitres H.3.2. et H.3.3.
à déterminer sur base de l’outil de simulation d’ombrage intégré dans le programme
(exemple repris ci-dessous)
Le facteur d’ombrage est à définir au moment de l’introducion de la demande de
construction auprès des autorités communales.
5.3.2
Facteur de salissement:
valeur: 1,0
5.3.3
Facteur de réduction – incidence non orthogonale du rayonnement solaire
valeur 0,9 (suivant SIA 380/1, §3.4.4.9)
Ce facteur n’est pas explicité dans LESOSAI 5.5. Il faut l’appliquer manuellement au facteur
d’ombrage défini ci-dessus pour chaque élément vitré.
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Résultat de calcul
Il est recommandé de recourir à l’ouitil de vérification ‘Anzeige der Fehler im Projekt’ localisé
sous le menu ‘Resultate’ afin d’effectuer un contrôle indicatif sommaire.
Dans la suite, différents formats du résultat de simulation peuvent être choisis dans le menu
‘Resultate’.
Il est recommandé d’effectuer la commande ‘Formular’ sous le menu ‘Resultate’ afin de
visualiser et d’analyser en détail les éléments du bilan énergétique. Ce formulaire peut aussi
être enregistré en format PDF.
En activant l’icône reprise ci-dessous, le le bilan énergétique apparaît sous forme d’un ‘flow
sheet’. Dans ce sheet est intégré un outil permettant de réaliser une analyse de sensitivité
sur les éléments de l’enveloppe thermique et la ventilation.
Une conversion des unités [kWh] et [MJ] peut être faite
au niveau du flow-sheet précité.
Le résultat escompté est l’indice spécifique du besoin de chaleur obtenu au niveau
du flow-sheet et au niveau du formulaire. Il représente l’indice IE1 du règlement
grand-ducal du 3 août 2005.
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La valeur IE1 ainsi déterminée qui doit à présent être comparée à la valeur IE1max qui est
fonction du facteur d’enveloppe (Gebäudehüllzahl) et du type de la construction (maison à
basse consommation d’énergie ou maison dite passive) – voir règlement grand-ducal du 3
août 2005 – pages 2443 et 2444.
L’indice énergétique IE1 doit être inférieur à l’indice IE1max.
Note:
Au niveau de l’indice IE1, le système de chauffage et l’eau chaude sanitaire ne sont pas
considérés. L’indice IE2 en tient compte.
7
Détermination de IE1max
Au niveau du formulaire (page 2 – tableau 2.1- voir exemple repris ci-dessous), on trouve le
facteur d’enveloppe pondéré A/SRE qui doit être utilisé pour déterminer la valeur IE1max
en fonction du type de la construction (maison à basse consommation d’énergie ou maison
dite passive).
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A = surface extérieure pondérée de l’enveloppe thermique du bâtiment. Les facteurs de
pondération à appliquer se trouvent dans la norme SIA 380/1.
SRE = Surface de référence énergétique. C’est la surface au sol brute chauffée corrigée
Note:
SRE0 = Surface de référence énergétique non corrigée
8
Ponts thermiques
Si la valeur IE1 du projet est inférieur d’au moins 10% à la valeur IE1max (soit IE1 <
0,9xIE1max), alors il n’est en général pas nécessaire pour une nouvelle construction de
considérer les ponts thermiques individuellement sauf pour les ponts thermiques non
affaiblis suivant les règles de l’art. Dans le cas contraire, les caractéristiques des ponts
thermiques (linéiques ou ponctuels) doivent être introduits moyennant les éléments
prédéfinis tels (exemples) :
-
‘Fensteranschluss’
‘Rolladenkasten’
‘Balcon’
‘Kellerdecke’
Chaque pont thermique linéique doit être spécifié par sa longueur et sa valeur ψ [W/mK] –
choix qualifié de l’expert.
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Utilisation de LESOSAI 5.5 pour la détermination de IE2
Dans IE2 intervient le terme Qc - voir règlement grand-ducal du 3 août 2005 – page 2444.
Qc est déterminé exactement de la même façon que IE1 avec la seule différence que la
récupération de chaleur au niveau de l’installation de ventilation contrôlée est prise en
compte. A noter qu’une l’installation de ventilation contrôlée avec un degré de récupération
de chaleur d’au moins 80% est requise.
Les auteurs du guide recommandent d’appliquer l’échange d’air moyen suivant au niveau de
Qc pour tenir compte de l’installation de ventilation contrôlée avec récupération de chaleur:
0,3*(1-0,8) + 0,15 = 0,21 1/h
soit 46,6% de l’échange d’air considéré au niveau de l’indice IE1. Ceci mène à un résultat de
calcul pour IE2 qui n’est pas optimiste et basé sur l’hypothèese que les exigences
qualitatives de l’installation de ventilation contrôlée sont respectées.
Voir itération décrite sous le chapitre 4.3.3. du présent guide.
L’indice énergétique IE2 doit être inférieur à l’indice IE2max.
Les valeurs de IE2max en fonction du type de construction figurent au règlement grand-ducal
du 3 août 2005 – page 2444.
Note:
Au niveau de l’indice IE2, les grandeurs EPV et EVC sont rapportés à la surface de référence
énergétique non corrigée SRE0.
9.1
Remarque concernant l’installation de ventilation
La détermination de l’indice énergétique IE2 prend en compte le besoin annuel spécifique en
électricité d’appoint de l’installation de ventilation, EVC qui se calcule de la manière suivante :
EVC = 24h x 250j x Pnominale / SRE0
Avec Pnominale correspondant à la puissance électrique de l’installation de ventilation en
fonctionnement à régime normal.
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10 Remarques générales - disclaimer
-
Le présent guide a été rédigé dans un esprit de faciliter l’application des stipulations
du règlement grand-ducal du 3 août 2005, néanmoins des erreurs ou omissions
involontaires sont toujours possibles et de ce fait les auteurs déclinent toute
responsabilité quant à l’emploi par l’utilisateur des éléments du présent guide dont la
vérification finale reste du ressort de ce dernier. Néanmoins les auteurs sont ouverts
à toute suggestion contribuant à une amélioration du présent guide.
-
Des adaptations individuelles sont à prévoir pour des cas de figure (type de locaux ou
ou éléments de construction) ne pouvant pas être calculés par le logiciel LESOSAI 5.5
ou à l’aide des règles indiquées ci-avant.
-
Le présent guide ne réclame pas d’être exhaustif.
-
Les présentes spécifications d’application du logiciel LESOSAI 5.5 sont destinées
exclusivement à une utilisation dans le cadre du règlement grand-ducal du 3 août
2005. Une utilisation des valeurs obtenues à d’autres fins peut donner lieu à des
conclusions erronées
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11 Auteurs
Le présent document a été établi par :
Agence de l’Energie
en coopération avec :
Luxcontrol SA
Oekozenter Letzebuerg
sur demande de l’Administration de l’Environnement.
www.ael.lu
www.luxcontrol.com
Adresse de contact:
www.oekozenter.lu
Agence de l’Energie S.A.
4-6, tue du Fort Bourbon
L-1249 Luxembourg
[email protected]
Tél.40 65 64
Fax 4087 68
Personnes de contact:
mars 2006
Version 1.0
M. Jean Offermann
M. Eric Greisch
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