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Séminaire d'introduction Minergie "Tour de Suisse 2013": Construire et rénover pour les générations futures
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Séminaire d'introduction Minergie "Tour de Suisse 2013": Construire et rénover pour les générations futures

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Conférence "Enjeux et exemples dans la conception de bâtiments Minergie, Minergie-P" de l'entreprise Estia SA

Conférence "Enjeux et exemples dans la conception de bâtiments Minergie, Minergie-P" de l'entreprise Estia SA

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    Séminaire d'introduction Minergie "Tour de Suisse 2013": Construire et rénover pour les générations futures Séminaire d'introduction Minergie "Tour de Suisse 2013": Construire et rénover pour les générations futures Presentation Transcript

    • Enjeux et exemples dans la conception de bâtiments Minergie, Minergie - P MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Document élaboré par Manuel Bauer Flourentzos Flourentzou Estia SA Parc scientifique EPFL 1015 Lausanne MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Thèmes abordés • Enveloppe du bâtiment: isolation, ponts thermiques, fenêtres • Aération: principes, possibilités • Confort d’été • Production de chaleur et Energies rénouvelables • Evolution vers les labels Minergie-eco, Minergie-A MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Exemples d’application A: Ecoquartier Les Fontenettes, Carouge (2012-2016) Construction de 7 immeubles R+8 Minergie et Minergie-P 335 logements HBM Minergie GE-005-P B: Maison Villageoise à Corcelles (2011) Rénovation Minergie, énergies renouvelables Minergie VD-626 C: Villa mitoyenne à Illkirch (2009) Construction neuve Minergie-P, haute qualité de l’enveloppe Minergie F-67-001-P MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Enveloppe du bâtiment Isolation - ponts thermiques - fenêtres MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Le périmètre isolé, zone chauffée (a) MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction (b) (c) www.minergie.ch
    • Périmètre isolé claire A. Locaux non-chauffés au rez et au sous-sol Suppression des logias Intégration des locaux non chauffés aux rez de chaussée Forte pénalisation de la cage d’escaliers ouverte B. Quelques locaux non-chauffé au sous-sol Entrée non-chauffée hors périmètre isolé Découpage et regroupement zones NC MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Exigence primaire sur l’enveloppe Besoin de Chaleur Qh (MJ/m2) Valeur Limite Qh.li SIA 380/1 (MJ/m2) Exemple Qh,li = 140 MJ/m2 = 100% (facteur de forme de 1.3) Bilan thermique Neuf Rénovation 125% SIA 380/1 SIA 380/1 100% Minergie, Minergie-A 90% 80 % Minergie P Minergie P 60% Qh MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Exigences ponctuelles (valeur U) SIA 380/1 (2009) Minergie (2009) Minergie-P Eléments opaques (neuf) 0.2 0.15 (module) 0.1 (cible) Eléments opaques (rénovation) 0.25 0.15 (module) 0.1-0.15 (cible) Fenêtres 1.3 1.0 (module) 0.8-1.0 (cible) MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Modules Minergie Murs/Toiture Fenêtres U≤0.15 W/m2K Uw≤1.0 W/m2K Autres modules: pour industrie et dépôts, pour modernisation d’éléments Module Minergie obligatoire seulement pour solution standard MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Epaisseur et qualité de l’isolant Isolation standard Isolation performante (λ=0.037 W/mK) (λ=0.031 W/mK) Façade compacte support béton SIA 380/1 2007 U=0.25 W/m2K SIA 380/1 2009 U=0.2 W/m2K Minergie-P U=0.1 W/m2K 14 cm 12 cm 18 cm 15 cm 36 cm 30 cm MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Mode constructif et qualité de l’isolant Console Alu Ossature bois (λ=0.036 W/mK) (λ=0.034 W/mK) Isolation performante Support à vis (λ=0.031 W/mK) Façade ventilée support béton SIA 380/1 2008 U=0.25 W/m2K SIA 380/1 2009 U=0.2 W/m2K Minergie-P U=0.1 W/m2K 15 cm 15 cm 13 cm 20 cm 19 cm 16 cm 46 cm 39 cm 32 cm MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Mode constructif et qualité de l’isolant exemples de produit de fixation performant Réf: système «phoenix» Isover/Wagner MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Principes d’isolation Isolation périphérique ventilée 20 cm de laine de verre, consolles métaliques avec rupture thermique (U 0.15-0.18) 20 cm de EPS λ-0.029 toiture 6 cm PUR + 3 cm EPS sous-chape Isolation enveloppe existante (1999) 16 cm de laine minérale – toiture 8 cm doublage intérieur parois en laine minérale 6 cm EPS isolation sous chape – contre terre Isolation dans ossature bois 38 cm laine de cellulose + 5 cm laine minérale - parois ossature bois et toiture 20 cm de mousse phénolique sous chape - plancher MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Ponts thermiques: maîtrise des détails MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Gains solaires et déperditions Vitrage Mur g = 20 – 70% g = 1 – 6% Uw = 0.8 – 4 W/m2K U = 0.1 – 1 W/m2K MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Qualité des verres et fenêtres (*) valeur indicatives pour dim. Normalisée 155x115, Uf=1.3, Ψ int=0.05. MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Performances des cadres (W/m2K) Bois Bois / Metal PVC Metal rupture thermique Uf = 1.1 à 1.9 Uf = 1.2 à 2.2 Uf = 1.0 à 2.4 Uf = 1.4 à 3.5 sources illustrations: Egokiefer / Wicona MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Fenêtre, effet de la découpe Uw = 1.3 Uw =1.45 Uw =1.6 La valeur Uw de la fenêtre tient compte : - du verre (Ug au centre = 1.1 W/m2K) - du cadre - de l’intercalaire MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Fenêtres, effets de la découpe Lumière naturelle Apports solaires Isolation avant après MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Maîtrise de la surchauffe estivale MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Principe • Gains thermiques limités • Masse thermique apparente • Rafraichissement passif Protection solaire efficace extérieure Apports internes réduits (éclairage, appareils classe A) Absorption des gains thermiques journaliers Décharge de la chaleur pendant la nuit Ouverture la journée lorsque dehors il fait plus frais Ouverture la nuit pour décharger la chaleur Free cooling Un bâtiment massif, avec des protections solaires, qui s’ouvre pendant la nuit, ne surchauffe jamais en Suisse MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Partie vitrée et protections solaires 35 30 25 20 15 Simulation 382/1 avec DIAL+ Cooling 10 30.6 1.7 Chambre 3X5 Dalles et parois béton Ventilation nocturne Localisation: Genève 2.7 3.7 4.7 5.7 6.7 7.7 8.7 Vitré 80%, protections solaires intérieures Vitré 14%, protections solaires extérieures Local lourd, ventilé la nuit, faibles gains solaires: 99 heures de surchauffe Même local, tout vitré avec stores intérieurs: 1983 heures de surchauffe MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Masse thermique apparente 35 30 25 20 15 Simulation 382/1 avec DIAL+ Cooling 10 30.6 1.7 2.7 Chambre 3X5 Fenêtre 1.6X0.8 (14% vitr) Ventilation nocturne Localisation: Genève 3.7 4.7 5.7 6.7 7.7 8.7 Local léger, construction ossature bois Local lourd, parois et dalles en béton Local lourd, faibles gains solaires, ventilé la nuit: 99 heures de surchauffe Même local, ossature bois sans masse: 300 heures de surchauffe MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Possibilité de ventilation nocturne 35 30 25 20 15 Simulation 382/1 avec DIAL+ Cooling 10 30.6 1.7 2.7 Chambre 3X5 Fenêtre 1.6X0.8 (14% vitr) Parois et dalles en béton Localisation: Genève 3.7 4.7 5.7 6.7 7.7 8.7 Ventilation mécanique de base Ventilation de base + naturelle nocturne Local lourd, faibles gains, ventilé la nuit: 99 heures de surchauffe Même local, pas ventilé pendant la nuit: 2038 heures de surchauffe MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Confort estival Stores à lamelles Pas besoin de mesures particulières supplémentaires (petite fenêtres, affectation logement sans gains) Volets, apports solaires limités Masse thermique apparente (noyau maçonnerie, sol) Ventilation nocturne (fenêtre de toit motorisée, entrées impostes) Volets roulants Apport de masse thermique par mur mitoyen Chape au rez MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Aération Principes / Possibilités MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Pourquoi aérer • évacuer les polluants odeurs vapeurs d'eau CO2 gaz, vapeurs, aérosols toxiques • évacuer la chaleur chaleur extérieure gains internes • besoins psychologiques contact avec la saison courant d'air par temps chaud MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Exigences sur l’aération Ouvertures spécifiques à prévoir (fenêtres, inst. Aération,..) Aération automatique (6 systèmes possibles) Double-flux MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Exigences sur la perméabilité à l’air Enveloppe étanche. Valeurs limites fixées dans la norme Selon SIA 180 Exigences accrues. Contrôle Blowerdoor exigé MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • 6 systèmes d’aération Minergie 1. aération douce (double-flux) 2. extraction simple Séjour Air vicié Cuisine 3. aération douce par pièce 4. aération douce + récupération Chambre Bain Repas WC ecs 5. extraction simple + récupération Air rejeté Air neuf ecs 6. ouverture automat. de fenêtres Air pulsé MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction RC www.minergie.ch
    • Ventilation: toujours adaptée et contrôlée système performant de ventilation double-flux et de récupération de chaleur entrées et sorties simple-flux hygroreglables MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Production de chaleur et énergies renouvelables MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Production de chaleur: éléments déterminants Enveloppe performante et bon facteur de forme Optimisation avant les choix techniques: liberté de choix de la production de chaleur, économie d’investissements Distribution à basse température Meilleur rendement pour les chaudières à condensation (gaz, mazout) Amélioration sensible du COPA pour les PAC Puissance de chauffage (kW) Adapter la puissance aux besoins (investissement, optimisation du fonctionnement) Approvisionnement, prix combustible Bois, Pétrole, Gaz, Electricité ? Mise en service Régulation, équilibrage, isolation des conduites (chauffage et ventilation) MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Energies renouvelables Renouvelable, effet de serre Mazout, Gaz -> non renouvelable, émission CO2 Bois -> bilan CO2 neutre, mais ressource limitée PAC -> 2 à 4 parts renouvelables, 1 part électrique Solaire (passif, actif) -> renouvelable, pas de transport 1.5 1 Facteur ponderation Minergie /efficacité 0.5 0 Mazout, Gaz Bois PAC MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction Solaire (passif, actif) www.minergie.ch
    • Production de chaleur et consommation SRE: 258 m2 PAC air/eau externe (10 kW) chauffage (3.7 kW), appoint eauchaude (30%) Solaire thermique (7 m2) ECS (70%) Indice pondéré Minergie-P 25.4 kWh/m2 (limite 30) MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Passer à MINERGIE-A®? Projet Optimisé Installations techniques ✔ Circulateurs classe A Isolation enveloppe ✔ Enveloppe très performante (Minergie-P) ✔ Enveloppe étanche: n50,st = 0.58 h-1 ✔ Energie grise 25 kWh/m2 (limite 50 kWh/m2an) ✔ Indice Minergie pondéré 25 kWh/m2an Production d’énergie ➔Photovoltaique 25 m2 (3000 kWh/an) Facteur pondération Minergie Indice Minergie 0 kWh/m2 MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Production de chaleur et consommation Chaudière à buche (18 kW) Chauffage + ECS (45%) Solaire thermique (5.5 m2) ECS (55%) Indice pondéré Minergie 2010 56 kWh/m2 (limite 60) SRE: 274 m2 Consommation: 12 stères MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Passer à MINERGIE-A®? Projet Optimisé Installations techniques ✔ Circulateurs classe A ➔ Chaudière à buche rendement: 85% ➔ Chauffage solaire et ECS 20m2 Isolation enveloppe ✖ Toiture 24cm ✖ Plancher contre terre 12cm ✖ Cloison contre non-chauffé12cm ➔ Changement dernières fenêtres de 1992 ✖ Enveloppe étanche: n50,st = 1.5 h-1 ✔ Energie grise (yc Reno 1999) 16 kWh/m2an (limite 50 kWh/m2an) ✔ Indice Minergie pondéré 47 kWh/m2an Production d’énergie ✔ Toiture Photovoltaique 48 m2 (6400 kWh/an) MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction Facteur pondération Minergie Indice Minergie 0 kWh/m2 www.minergie.ch
    • Production de chaleur et consommation SRE: 30’000 m2 PAC chauffage à distance basse température à 40°C – récup. de chaleur des eaux usées pour le chauffage et l’ECS (66%) Chaudière à gaz locale (33%) Indice pondéré Minergie-P 29 kWh/m2 (limite 30) MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Passer à MINERGIE-A®? Projet Optimisé Installations techniques ✔ Modulation ventilation jour-nuit ➔ Optimisation COP à 5 ✖ Capteurs solaires ECS Isolation enveloppe ✔ Enveloppe très performante (Minergie-P) ✔ Enveloppe étanche: n50,st ≤ 0.6 h-1 ✔ Energie grise 30 kWh/m2 (limite 50 kWh/m2an) ✔ Indice Minergie pondéré 29 kWh/m2an Production d’énergie ➔ Toiture Photovoltaique 140 m2 (20’000 kWh/an, 9 kWh/m2a) Facteur pondération Minergie Indice Minergie 29 – 9 = 20 kWh/m2 MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Passer à MINERGIE-ECO®? Energie grise Lumière naturelle ✔ Energie grise 106 MJ/m2 ➔ Optimisation parement façade (-13 MJ/m2) ✔ Autonomie >50% 200 Limite Minergie-A 180 200 150 160 Limite Minergie-eco max 140 bilan énergie grise (MJ/m2) 120 100 80 Limite Minergie-eco min 100 50 bilan d'énergie grise 0 60 40 20 0 Base Optimisation Ecologie dans la construction, bruit, qualité de l’air Projet Fontenettes simulation DIAL+ Lighting ➔ Suivi et optimisation du choix des matérieux MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • Questions ? MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction www.minergie.ch
    • A. Les Fontenettes Construction d’un quartier HBM de 335 logements en MINERGIE-P® Maître de l'ouvrage Architecte Physique du bâtiment Fondations HBM Emma Kammacher et ville de Carouge pour l’espace public Frundgalina sa architectes fas sia Estia SA, Lausanne Projet Réalisation Adresse SRE MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction 2008-2012 2012-2017 Carouge 30 450 m2 www.minergie.ch
    • B. Rénovation d’une maison villageoise à Corcelles Architecte Physique du bâtiment Concept technique Réalisation Adresse SRE MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction Heinz MEIER Estia SA Parc scientifique EPFL 1015 Lausanne 1998-1999, 2011 Corcelles-près-Concise 274 m2 www.minergie.ch
    • C. Construction d’une maison MINERGIE-P® à Illkirch (Alsace) Maître de l'ouvrage Architecte Constructeur Physique du bâtiment Ingénieurs CV Projet Réalisation SRE MINERGIE® – Tour de Suisse romande 2013| Séminaire d’introduction Habitat de l’ILL Illkirch, France Pimmel Architecte, Mulhouse Dorean, Burnhaupt le haut Estia SA, Lausanne OTE ingénieurie, Illkirch 2007-2008 2009 254 m2 www.minergie.ch