1. DEFINITION GLOBALE DU COEFFICIENT GV
Le coefficient GV d’un logement est égal à ses déperditions thermiques, pour un degré d’écart entre les températures intérieure et extérieure (qi - qe).
GV = DP +DP’ +DR en W/°C
- DP : Déperditions au travers des parois extérieures
- DP’ :Déperditions au travers des parois donnant sur un espace non chauffé
- DR : Déperditions par renouvellement d’air
4. CALCUL DU COEFFICIENT Gvref
1. DEFINITION GLOBALE DU COEFFICIENT BV
2. APPORTS SOLAIRES
21. Expression
Le coefficient GVref est égal à la somme des déperditions de référence : DPref + DRref.
En logement individuel : DPref = aS1 + bS2 + cS3 + dS4 + eS5.(RCL+0,3) où les coefficients sont fonctions du type de chauffage et RCL représente le rapport de surface de clair des ouvrants par rapport à leur surface en tableau.
En logement collectif : DPref = f.(S1+S2) + gS3 + hS4 + iS5.(RCL+0,3) + jS6 où les coefficient sont fonctions du type de chauffage et où S6 désigne les surfaces en contact avec des espaces non chauffés.
Les déperditions par renouvellement d’air de référence DPref sont égales à 0,34.(Qvref+Qsref) où :
Qvref = (11.Qemref + QeMref) / 12 où Qemref et QeMref désignent les débits extraits minimal et maximal de référence (voir chapitre 4,22).
Qsref = m.Sh où Sh est la surface habitable du logement et m un coefficient fonction des caractéristiques du logement (voir chapitre 4,22).
L’option 2 de la réglementation thermique sera satisfaite si GV<Gvref, sinon il faudra passer à l’option3 (Th-BV) sous réserve que GV<1,2.Gvref.
RTH4 / REGLES ThBV1988
Le coefficient BV d’un logement est égal à ses besoins annuels de chauffage, pour un degré d’écart entre les températures intérieure et extérieure (qi - qe), pendant la saison de chauffe (saison légale de chauffe du 20 octobre au 20 mai).
BV = GV.(1 - F) en W/°C
GV : Coefficient de déperditions du logement
F : Coefficient d’apports gratuits (Solaires et Internes)
21. Expression
Leur valeur est donnée par :
As = Sse.E en kWh
E : Energie solaire reçue par une paroi verticale orientée au sud pendant la saison de chauffe en kWh/m²
Sse : Surface transparente Sud Equivalente, qui est une surface fictive de paroi verticale orientée au sud, et qui recevrait la même énergie solaire que l’ensemble des parois du logement
La surface Sud Equivalente peut être évaluée forfaitairement à partir du tableau suivant :
Classe d’ensoleillement | Maisons individuelles | Immeubles collectifs |
Ensoleillement quelconque | Sse = 0,028.Sh | Sse = 0,023.Sh |
Vitrages Sud dégagés | Sse = 0,045.Sh | Sse = 0,030.Sh |
Véranda Sud dégagée | Sse = 0,055.Sh | Sse = 0,035.Sh |
Véranda Sud dégagée : Conditions précédentes remplies ;de plus la véranda est orientée du sud-est au sud-ouest, et les parois qui réunissent la véranda au logement représent au moins 1/6°Sh en habitat individuel ou 1/10°Sh en collectif.
Le chapitre 2.12 propose une méthode de calcul détaillée de Sse :
Sse = A.Fts.Fe.C1 en m²
-
- C1 : Coefficient d’inclinaison et d’orientation, il permet de rapporter l’énergie reçue par une paroi quelconque à celle reçue par une paroi verticale sud (chap 2.12)
- Fe = Fe1.Fe2 (chap. 221, 222, et annexe 2)
- Fe1 : facteur d’ensoleillement prenant en compte les ombres liées au bâtiment (balcon, loggia, avancées, arêtes,...)
- Fe2 : facteur d’ensoleillement prenant en compte les ombres liées à l’environnement (arbres, autres bâtiments,...)
- Fts : facteur de transmission solaire, mesurant la proportion d’énergie transmise au travers de la paroi
parois vitrées : Fts = 0,85.S (chap. 231)
parois opaques simples : Fts = 0,3.K/he (chap. 232)
parois à effet de serre (annexe 3)
espaces tampons, combles, garages (annexe 4)
espaces tampons vitrés, vérandas (chap. 24)
Ils sont calculés forfaitairement en prenant 100 Wh par jour de chauffe et m² de surface habitable. Comme les périodes de chauffage varient avec les zones climatiques, Ai est donné par le tableau suivant :
Zones climatiques | H1 | H2 | H3 |
Ai en kWh | 22,9.Sh | 21,7.Sh | 18,1.Sh |
4. CALCUL DU FACTEUR D’APPORTS GRATUITS
Le facteur d’apports gratuits F est déterminé à partir d’abaques F(X) (chap 13), calculées pour différentes classes d’inertie thermique (annexe 1). En ne comptant que les masses situées du côté intérieur des isolants, on évalue la masse utile par m² de surface habitable, qui permet de choisir la classe d’inertie :
Masse par m² habitable kg/m² | Inertie |
m < 100 | très faible |
100 £ m < 150 | faible |
150 £ m < 400 | moyenne |
400 £ m | forte |
X exprime le rapports apports gratuits / déperditions :
Ai : apports internes
DH : milliers de degrés - heures de la saison de chauffe, ou cumul des écarts (qi - qe(t)) multipliés par les durées correspondantes
Zones | H1 | H2 | H3 |
N durée de la saison de chauffe en 103h | 5,5 | 5,2 | 4,35 |
DH en 103°Ch | 63 | 52 | 37 |
E en kW/m² | 410 | 440 | 460 |
6. ESTIMATION DES BESOINS ENERGETIQUES POUR LE CHAUFFAGE
en Joules.
A partir de la notion de degrés jours unifiés base 18°C, on peut estimer en avant projet les besoins énergétiques d’un logement pour le chauffage, sous réserve du rendement de l’installation :
en Joules.RTH5 / REGLES ThC-1988
Le coefficient C d’un logement traduit ses performances énergétiques globales. Il est exprimé en UEEunités énergétiques équivalentes, qui permettent de comparer les quatre consommations composants le coefficient C, quelque soit leur type d’énergie spécifique, à savoir :
Cch : consommation énergétique annuelle pour le chauffage en kWh
Cec : consommation énergétique annuelle pour l’eau chaude sanitaire en kWh
Cax : consommation annuelle des auxiliaires (pompes, ventilateurs, ...) en kWh
Iaur : incidence des autres usages et redevances (abonnements EDF/GDF, ...)
Les trois consommations sont transformées en UEE par trois coefficients d’équivalence cech, ceec, ceax (valeurs au chapitre 42) :
C = Cch.cech + Cec.ceec + Cax.ceax + Iaur
2.
La consommation énergétique annuelle pour le chauffage Cch est donnée par la formule suivante :
Cch = Bch.I / Rch
Bch Besoins en chauffage : ils sont égaux au coefficient BV du logement multipliés par les milliers de degrés-heures de chauffage annuels, auxquels on ôte les pertes énergétiques récupérables Prs (valeurs forfaitaires aux chapitres 215 et 216, calculs détaillés aux annexes 2, 3, 4), dans le volume habitable, des équipements de chauffage et d’ECS, pondérées par leur rendement de récupération Rrp.
Bch = BV.DH - Prs.Rrp
I Facteur d’intermittence : il traduit les baisses momentanées de température, lors de ralenti nuit ou d’inoccupation des locaux (mode de calcul au chapitre 2)
Rch Rendement du système de Chauffage : il est égal au produit des quatre rendements suivants :
Re : rendement d’émission des corps de chauffe (chap.23)
Rr : rendement de régulation (chap.24)
Rdc : rendement de distribution du fluide chauffant (chap.25 ou annexe 1)
Rgc : rendement du générateur de chaleur (chap.26)
3. CONSOMMATION ANNUELLE POUR L’EAU CHAUDE
4. CONSOMMATIONS DES AUXILIAIRES ET AUTRES USAGES
5. COEFFICIENT DE REFERENCE Cref
Elle s’exprime par le rapport des besoins annuels Bec, divisés par le rendement Rec du système de production d’eau chaude sanitaire.
Bec Besoins en ECS : évalués forfaitairement à 21 kWh/m² de surface habitable
Rec Rendement du système de production ECS : il est égal au produit des trois rendements suivants :
Rde : rendement de distribution (chap.32 ou annexe 2)
Rs : rendement de stockage (chap.33 ou annexe 4 pour le calcul détaillé des déperditions thermiques des ballons)
Rge : rendement de génération, égal à 1 pour les chauffe-eau électriques à accumulation
La consommation des auxiliaires Cax des systèmes de chauffage et d’ECS, ainsi que les autre usages (de l’énergie...) et redevances Iaur, sont évalués forfaitairement selon le logement, en kWh/m² habitable (valeurs aux chap.41 et 43).
Ce coefficient est évalué à partir de Gvref et Bvref. Il suppose que les systèmes de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire sont de référence. Des tableaux de données de référence (chap.53) permettent d’évaluer tous les paramètres intervenant dans le calcul de Cref, qui est totalement similaire à celui de C : Bchref, Becref, Prsref, Caxref, Iaurref, et tous les rendements.
1. DEFINITION DU COEFFICIENT G1
Le coefficient G1 d’un bâtiment autre que d’habitation est égal aux déperditions par les parois, pour un degré d’écart (qi - qe), divisées par le volume intérieur net chauffé :
G1 = DP / V en W/m3°C
Les déperditions par renouvellement d’air ne rentrent pas en compte dans G1, mais il est nécessaire de les évaluer pour dimensionner les équipements de chauffage. Elles seront égales à :
DR = 0,34.(Qv + Qs) en W/°C
Le débit spécifique de ventilation Qv sera choisi en fonction du type de bâtiment et du nombre d’occupants (voir document CSTB « Exemples de solutions pour faciliter l’application de la réglementation dans les bâtiments autres que d’habitation - Ventilation »). Le débit supplémentaire Qs ne devra pas excéder 0,2.Qv et sera évalué selon la méthode des chapitres 3,21 et 3,22.
2. CALCUL DU COEFFICIENT G1refLa valeur limite du coefficient G1, G1ref, a pour expression :
G1ref = e + (aA1 + bA2 + cP + dA3)/V
A1, A2 sont respectivement les surfaces opaques verticales et horizontales en contact avec l’extérieur ou avec un espace non chauffé.
A3 représente les surfaces transparentes en contact avec l’extérieur ou avec un espace non chauffé.
P est le périmètre extérieur des locaux chauffés.
V est le volume chauffé.
a, b, c, d, e sont de coefficients dépendant de la catégorie des locaux, de leur inertie thermique, du type de chauffage et de la zone climatique (voir chapitre 5,21)
L’inertie thermique des bâtiments est évaluée selon une méthode simplifiée à l’annexe 2. Le coefficient G1ref peut être augmenté d’une valeur dépendant de l’indice solaire Is de ses parois transparentes (voir chapitre 5,22) :
A surfaces transparentes
S facteur solaire des menuiseries(5,222)
s coefficient d’orientation et d’ombrage (5,223)
L’option 2 de la réglementation thermique sera satisfaite si G1<G1ref, et Qs<0,2Qv.