Efficacité Energétique des Batiments

Le programme Homes

ENERGY EFFICIENCY INNOVATION

HOMES

Active Energy

Efficiency In

Commercial &

Residential Buildings

Industry

Energy optimization

of industrial

processes

Efficient Home

Residential Energy

Management

EnergeTIC

Energy efficiency for

the Data Center

INDUSTRY SPECIFIC SOLUTIONS

“Equip each building with Active Energy

Efficiency solutions, to achieve the best

possible energy performance”

The largest funded program on innovation in the field of

Active Energy Efficiency for Buildings in Europe

September 2008 > September 2012

26 Work Packages – 80 M€

39 M€ funded by OSEO (French Agency) incl. Schneider 26 M€

HOMES PROGRAMME OVERVIEW

Commercial buildings, Office, Hostel, Retail, Education, Residential

Countries: Europe -UK, Germany, Spain, France

Optimize energy supply &

distribution to serve user needs

Improve production &

distribution

performance

Manage energy sources with priority to

renewable energies and free inputs while

respecting network constraints (Smart Grids)

Reduce energy demand in each room by

taking into account comfort & activity conditions

Adapt to occupancy

& activity

Use free inputs Optimize using multi-

application control

Involve people: awareness, improvement,

maintenance

Occupants Owners Maintenance

technicians

Energy

Managers

HOMES LEVERS FOR

ACTIVE ENERGY

EFFICIENCY

HOMES prototypes Half way through

the programme

ENERGY EFFICIENCY & COMFORT VALIDATION

• Build our convictions

• Make the proof toward customers

SIMULATION

• Building virtual labs

• Simulate controls under various

contexts

PILOT SITES

Evaluate HOMES solution potential

savings in real life contexts

(occupancy, meteo, envelop &

equipment)

VALIDATION PLATFORMS

• Measure the technical performances

• Check system capabilities

THE TWO VIRTUAL LAB BUILDINGS

Beethoven office building (500m²): • Air/water heat pump, with controlled pump and

2P-2W FCU.

• Dual flow AHU with controlled dampers.

• Fluo T5 lamp + LED task lamps.

• External Venetians blinds.

Gershwin house (150m²): • Reversible air-water heat pump + older boiler + heat floors +

electrical heaters.

• Single flow, hydro-adjustable ventilation.

• LED lighting.

• Rolling shutters.

• Smart plug.

• Domestic hot water with solar collectors.

• Wind turbine, photovoltaic panels, generator set, electrical battery.

HOMES PILOTS: FIVE REAL LIFE EXPERIENCES

Representative sample

● 4 Clusters

● Constructive periods(1890–2010)

● Energies: 2 heat pumps, 2 gaz, 1 elec

● 4 climate zones

● Public / Private

Main theme of HOMES program

● 2009 : Selection

● 2010 : Instrumentation

● 2011 : Simulation

● 2012 : Global results

Evaluate savings potential of control functions

Define the building’s effective

performance measurement plan

Develop techniques for

Analytics Leverage simulation for

existing buildings

Evaluate monitoring impact

on stakeholders’ behavior

Reduce cost of measurement

Optimal bundle of devices Energy Efficient Monitoring & Control Features

Create methods, skills and tools for Energy Efficiency

HOMES PILOTS: GOALS & LESSONS LEARNT

Electricity Other

Energies

Ind&Outd Climate

Occupancy

OPTIMAL BUNDLE OF DEVICES

Office

Room

Box

Automation

Server

Nano

Controller

Main

Meter

Branch

Meter

Smart

Post

Thermostat

Comfort

Sensors

Camera

Avancement

• 150+ fonctions de contrôle identifiées (état de l’art + innovation).

• 120 fonctions documentées dans un premier catalogue

• 2 architectures fonctionnelles complètes développées

pour les deux bâtiments de référence (80 fonctions pour le

bâtiment de bureau, 95 pour la maison individuelle).

• 70 spécifications et prototypes de simulation

développés.

DÉVELOPPEMENT DES FONCTIONS DE CONTRÔLE

Partenaires : SCHNEIDER, CIAT, CSTB, SOMFY, EDF, PHILIPS

QUATRE NIVEAUX FONCTIONNELS DE CONTRÔLE

Niveau

ENERGIE

Niveau

SERVICE Recevoir / Partager / Négocier des données avec des partenaires extérieurs (ex: fournisseurs d’énergie, service météo, …).

Optimisation de l’équilibre énergétique du bâtiment : - échange d’énergie avec l’extérieur via le niveau service.

- production locale, conversion, stockage d’énergie.

- intégration des besoins des zones pour gérer les sources.

- distribution de l’énergie aux zones.

Prise en compte des occupations prévues (programmée).

Optimisation du compromis énergie/confort d’une zone par une

approche multi-applicative.

Prise en compte de l’occupation réelle (détectée).

Optimisation du fonctionnement individuel des équipements pour

assurer les demandes des niveaux énergie (chaudière, PAC, pompes, …) et zone (occultations, lumières, émetteurs de chaud/froid, …).

Niveau

ZONE

Niveau

EQUIPEMENT

EXEMPLE DE SOLUTION COMPLÈTE DE CONTRÔLE

- Gestion des saisons de chauffe/clim.

- Gestion des jours et heures.

- Mode de fonctionnement CVC.

- Niveaux de confort par défaut.

- Gestion du pic de consommation.

- Variation des cibles de confort.

- Mode de fonctionnement par zone.

- Modification locale du confort.

- Optimal start/stop.

- Gestion experte du multi-applicatif.

- Evaluation des apports solaires.

- Correction climatique des

consommations.

- Prévision de consommation.

- Evaluation du confort.

- Estimation des gains internes.

Eclairage : - Niveau d’éclairage constant.

Occultations : - Protection éblouissement.

- Optimisation apport lumière/thermique.

- Réduction de la pollution lumineuse.

Ventilation : - Contrôle du CO2.

- Refroidissement gratuit.

Emetteurs de chaud/froid :

- Contrôle de variation des températures.

Production de chaud/froid :

- Optimisation des boucles internes.

Pompes de distribution:

- Vitesse variable.

- Prix variable de l’énergie.

- Demande de délestage.

TOOLS

● Building Information Model

● Prototype BIM workflow (IFC Standard)

● Aim: propose HOMES solutions earlier in

decision chain

● HOMES Office Pilot site (Chambery)

● Autodesk Revit BIM

● CHALLENGE : from CAD model to

Energy Management model