Présentation de Manuel Bauer, ESTIA SA, dans le cadre du séminaire d'échange : Confort estival - Comment éviter la surchauffer? le 20 novembre 2014 et le 22 janvier 2015 à Yverdon

1. www.minergie.ch
Confort estival –
Comment éviter la surchauffe ?
Exemples pratiques et Atelier

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Manuel Bauer, Dr ès Sc, ing. Physicien
Estia SA
EPFL Innovation Park
1015 Lausanne
Document élaboré par
MINERGIE® – Confort estival – comment éviter la surchauffe | Janvier 2015

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Programme de l’atelier
Présentation de 3 cas pratiques de surchauffe
- école, administration, habitation (ems)
Travail par groupe (4 à 5 personnes) (15 min / thème)
- quelles solutions à apporter
Présentation (20 min / thème)
- résultats des groupes
- synthèse
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Atelier 1: Surchauffe
estivale dans un collège
Cas critique à rénover
L’Ecole construite en 2003 rencontre
de graves problèmes de surchauffe
La température intérieure monte
régulièrement à plus de 33 °C dans
les salles de classe
Des films “antisolaires” ont été
installés, mais le résultat est insuffisant
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Caractéristiques de la zone étudiée: salle de classe
Ouvrants
➔ Sud-Ouest : 3 ouvrants manuels à projection (2.0 m x 0.35 m)
(espace ouvrant env. 15cm)
➔ Sud-Est : 2 ouvrants manuels à projection (2.0 m x 0.35 m)
(espace ouvrant env. 15cm)
Inertie thermique du local
➔ Parois intérieures OSB/ Ossature bois et isolation
➔ Plafond ossature bois avec revêtement acoustique
➔ Sol avec chape ciment 7 cm, revêtement lino
Protection solaire
➔ Stores toile, brun foncé, droit en partie haute, à projection en partie
inférieure
Façade Sud-Ouest
Façade Sud-Est
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Caractéristiques: salle de classe
Orientation Sud-ouest (235°)
Facteurs d’ombrage en été Classes SO: environ 10% (masques dus à un arbre proche)
Valeur g vitrage
0.38
(vitrage double clair isolant à basse émissivité, avec film 3m
night vision 25)
Valeur g vitrage + protections
solaires
0.12 (partie haute, sur 2m)
vitrage combiné à une protection solaire extérieure
(store en toile entièrement baissée: toile Soltis 92 brun foncé)
0.12 à 0.38 (partie basse, sur 1m)
Surface de fenêtres
SO 25.5 m2
SE 1.4 m2
Fraction de cadre des fenêtres <10 %
Gains internes
20 élèves 6h/j + 1 adulte 8h/j + 150 W (2 ordi) 4h/jour
proche de SIA 2024 pour une salle de classe.
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Simulation: situation actuelle salle de classe
Hypothèses :
- Ventilation optimale par TOUS les ouvrants (lorsque Te<Ti)
- Avec stores : stores fermés toute la journée.
- Jour chaud d’été (non extrême)
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Overheating hours
Reference case
814h

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Caractéristiques de la zone étudiée: espace de circulation
Périmètre du local
➔ Les circulations se situent en partie arrière nord et
contiennent l’espace WC. Les deux étages
communiquent par la cage d’escalier ouverte.
Ouvrants
➔ Toiture : 1 coupole ouvrante à projection motorisée
1.2 m x 1.2 m
➔ Nord-Est : 3 ouvrants manuels à projection largeur 2.0
m x hauteur 0.35 m (hauteur efficace 0.15 m) et 2
ouvrants condamnés (à la suite de rentrées d’eau).
Façade Nord-Ouest Façade Nord-Est
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Caractéristiques espace de circulation
Orientation
Baie vitrée importante au nord-ouest et sud-est
ouvertures au nord-est
Facteurs d’ombrage en
été
NO: masque du à l’horizon proche dès 19h en été
NE: masque important permanent à l’arrière du bâtiment
SE: horizon dégagé pour le vitrage à l’étage
Valeur g vitrage
0.38
(vitrage double clair isolant à basse émissivité, avec film 3m night vision
25)
Valeur g vitrage +
protections solaires
Pas de protection solaire dans la configuration actuelle
Surface de fenêtres
principales
NO: 18.5 m2
NE: 8.5 m2
SE: 17.1 m2
Fraction de cadre des
fenêtres
<10 %
Gains internes Négligeables
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Plan d’étage
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Résultat: situation actuelle espace de circulation
Hypothèses :
-
Abse
nce de ventilation
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Atelier 1: Surchauffe estivale dans un collège
Questions à traiter, pour chacune des zones (couloir et classes)
-Discuter les principes mis en oeuvre pour le confort d’été
-Quelles sont les causes de la surchauffe
-Discuter différentes pistes d’amélioration: simplicité mise en oeuvre, coût,
efficacité au niveau du confort d’été
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Atelier 2: comparatif de façades types
Conception d’un bâtiment neuf
Projet de bâtiment administratif Minergie à façade lisse
Il s’agit d’optimiser à la fois, la performance d’été, d’hiver, la lumière naturelle, tout
en respectant l’aspect architectural souhaité
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Atelier 2: comparatif de façades types
caractériser les variantes de base selon les critères du tableau ci-dessous
Variantes de base 2 doubles virages clairs
Store à lamelles,
Espace d’air fermé «respirant»
1 double vitrage, 1 écran simple
Store à lamelles
canal ventilé (double-peau)
2 doubles virages clairs
Store à lamelle
Espace d’air fermé «respirant»
allège pleine isolée
lumière
protection solaire
isolation façade
A B C
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Atelier 2: comparatif de façades types
Optimisations possibles
Optimisation
possible
Ecran extérieur simple vitrage Allège opaque isolée Ventilation vitrage extérieur 5cm
(haut+bas)
lumière
protection
solaire
isolation façade
A CB
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Atelier 2: comparatif de façades types
Quelles sont les fonctions de l’écran extérieur ?
Pourrait-on encore optimiser ces façades sur les aspects lumière, protection solaire et isolation , mais
en modifiant l’aspect extérieur ?
Discuter les possibilités de rafraichissement dans un bâtiment fermé
Discuter les possibilités d’apporter de l’inertie thermique dans un bâtiment administratif
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Atelier 3: atrium dans un bâtiment d’habitation
Cas critique à rénover
Surchauffes dans l’atrium d’un home pour personnes agées
– Bâtiment des années 90
– Chambres sur l’extérieur avec balcon et protections solaires
– Verrière dans l’espace intérieur 64 m2
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Atelier 3: atrium dans un bâtiment d’habitation
Surchauffes dans l’atrium d’un home pour personnes agées
– Problème de surchauffe aggravé depuis l’enlèvement de films antisolaires dégradés
– Bâche provisoire installée pendant l’été 2003 (canicule)
– Le dernier étage est surchauffé en été
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Atelier 3: atrium dans un bâtiment d’habitation
Expliquer la problématique de l’atrium est été (pourquoi l’étage du haut est surchauffé, comment
rentre la chaleur, comment peut-elle sortir)
Estimer la puissance du rayonnement solaire entrant en admettant une verrière en double vitrage clair
Discuter différentes variantes pour améliorer la situation
Comment rafraichir les locaux du 3ème étage
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