simulation thermique dynamique

LA SIMULATION THERMIQUE DYNAMIQUE

MODÉLISATION DYNAMIQUE :

CONCEPTION BIOCLIMATIQUE ET MODÉLISATION

Définition de la STD• Simulation :

Visualiser les conséquences de plusieurs configurations et scenarios techniquement possibles

• Thermique : Etudier l’ensemble des problèmes liés à la thermique d’un bâtiment

(performance énergétique, confort, comportement)

• Dynamique : Intégrer, au pas horaire, des paramètres de météo, d’occupation des

locaux, de consommation instantanée... Visualisation des comportements à l’échelle d’une journée à une année.


Comportement d’un bâtiment - en fonction de son usage- en fonction de son environnement- en fonction de son « enveloppe »- sur une année de fonctionnementÞTenir compte des apports gratuits :Þ apports solairesÞ apports internes

Objectifs :-Minimiser les besoins de chauffage- Optimiser le confort


STD = Objet vivant Prise en compte de l’inertie, des

apports solaires et internes, des puissances dissipées,…Le modèle dynamique tient compte de l’influence des éléments extérieurs (soleil, vent) et des éléments intérieurs (occupants, température de consigne, …)

RT = Objet inerte Performances thermiques du

bâtiment par addition de matériaux (Ubat), avec des seuils de références (exemple avec des apports solaires théoriques, pas de différences d’occupations,…)

DIFFÉRENCES ENTRE CALCULSDYNAMIQUE ET STATIQUE

OBJECTIF DE LA STD

-Vérification de la Modélisation géométrique- Vérification du positionnement solaire-Vérification des ombrages/ heures /dates

Paramètres d’entrées(en phase APS : analyse architecte + BE)- Eléments extérieurs :

données météo locales, course du soleil, vent, températures, environnement avoisinant

- Conception du bâti : orientation, ossature , isolation, vitrages, protections solaires, masques

- Eléments intérieurs :Zonage, usage, occupation (en nombre et en temps), consigne de température, puissance dissipée

- Equipements : ventilation, système de production d’énergie

Paramètres de sorties(simulation et optimisation des choix)

- Besoins et puissance de chauffage et refroidissement si nécessaire :Données en W par zone selon la T° de consigne, et possible en pas horaire sur une année

- Quantité d’apports solairesGain en watt obtenu pièce par pièce, et heure par heure

- Température d’inconfort : Nombre d’heures au dessus d’une

température seuil (> 28°C), par zone et possible heure par heure

- Puissance dissipée :Gain obtenu par les équipements et les occupants

STD

DÉROULEMENT OPTIMISÉ DE LA STD

Les Paramètres existants

- Eléments extérieurs : données météo locales, course du soleil, vent, températures, environnement avoisinant

- Conception du bâti : orientation, ossature ,

- Eléments intérieurs :Zonage, usage, occupation (en nombre et en temps), consigne de température, puissance dissipée

- Equipements : ventilation, système de production d’énergie, émetteurs, …

Les Paramètres des scénarios(simulation et optimisation des choix)

- Conception du bâti : isolation, menuiseries et vitrages, protections solaires , masques

- Ventilation :Equipement et sur-ventilation

- Equipement chauffage -refroidissementOptimisation énergie – Régulation – Programmation

- Contrôle des Puissances dissipées :Eclairage basse T°, Mise en veille ordi, domotique, ….

LA STD EN RENOVATION

• PERIODE ANNUELLE => exemple vacances scolaires

• PERIODE HEBDOMADAIRE => exemple heures de travail

– Taux d’Occupation par rapport à effectif et par heure– Consigne de température par zone– Taux d’occultation– Ventilation

SCENARIOS PAR ZONE

Des zones avec des scénarios différentes (par heure/jour/an) :

- Nombre occupants- Temps d’occupationTempérature de consigne (chauffage et refroidissement)- Puissance dissipée (éclairage, informatique, …)- Ventilation et sur-ventilation nocturne- Occultation - Création de masque ou brise soleil

Analyse des résultats

Objectifs d’optimisation :-Affiner les températures au sein des locaux-Maîtriser les besoins de chauffage en hiver-Maîtriser les surchauffes en été

Température Puissance/m²

SANS APPORT

APPORTS INTERNES

APPORTS SOLAIRES

INTERNES ET SOLAIRES

Température extérieure

Heures / jour

Température extérieure

IMPACT DE LA SURVENTILATION NOCTURNE

INTERNES ET SOLAIRES

RT2005 / BBC – RT2012

CE QUI RAPPROCHE LA RT2012 DE LA STD

Les relations entre les acteursHIER

Les relations entre les acteursAujourd’hui

Les relations entre les acteurs

CONCLUSION DE LA MODELISATION-Optimiser ses choix de constructions- Modélisation fine : connaissance de l’ensemble des phénomènes d’un bâtiment- Concevoir des bâtiments où l’on maîtrise confort et inconfort, et où l’on évite de climatiser, et où on réalise des économies d’énergie- Garantir des temps de retour sur investissement faible- Modéliser le stockage de chaleur (inertie) et évaluer les gains solaires utiles-Nécessaire en phase de conception : validation des objectifs de consommation- Pour tous les projets : neuf et rénovation, résidentiel individuel et collectif, entreprises et établissements scolaires

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