Préserver le confort des occupants tout en limitant la consommation énergétique
Adaptées à des locaux de toutes tailles et usages, les simulations thermiques dynamiques (STD) permettent d’estimer dynamiquement (heure par heure) le niveau de confort des occupants, les besoins et consommations spécifiques du bâtiment (chauffage, ventilation, climatisation…). Il est ainsi possible de mieux comprendre les échanges thermiques des différentes zones d’un bâtiment et de prédire son comportement thermique et énergétique futur.
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En quoi consiste une simulation thermique dynamique ?
Réalisées à l’aide d’un logiciel spécifique, les STD permettent de mettre en évidence le fonctionnement thermique heure par heure d’un bâtiment sur une année complète.
La maquette numérique ainsi créée contient des informations sur les espaces intérieurs, les zones thermiques, l’enveloppe du bâtiment, les charges internes (personnes, éclairage et équipement) et les horaires d’opération.
Pour être au plus proche de la réalité, le calcul tient compte des paramètres environnementaux (météo, apports solaires, altitude...), de la composition de l’enveloppe (inertie du bâtiment, transmission thermique des parois…) et de l’usage du bâtiment (occupation, température de consigne, apports internes…).
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Quel est l'intérêt de faire une simulation thermique dynamique ?
. S'assurer que le bâtiment respecte les exigences de confort d'été
. Approximer la consommation énergétique du bâtiment durant une année d’opération typique
. Optimiser la conception du bâtiment en sélectionnant des solutions rentables afin de réduire les coûts d’opérations annuels
. Aider l’équipe de conception à prendre des décisions concernant les mesures d’économie d’énergie mises en œuvre dans le projet
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À quel stade du projet faire une simulation thermique dynamique ?
. Durant les phases d’études d’avant-projet, la modélisation énergétique permet à l’équipe de conception de se focaliser sur les mesures d’efficacité énergétique les plus prometteuses.
. Au moment de la conception du bâtiment, la modélisation énergétique permet de réaliser des études paramétriques. Les mesures d’efficacité énergétique peuvent ainsi être étudiées une à une en faisant varier un paramètre à la fois afin d’estimer son impact direct sur la consommation énergétique globale du bâtiment.
. Au stade des plans d’exécution, la simulation thermique dynamique permet de comparer la conception du bâtiment avec un bâtiment de référence conforme à la réglementation thermique en vigueur.
Optimiser la performance énergétique par l'analyse dynamique du comportement thermique (STD)
Optimisation bioclimatique
La conception bioclimatique par STD permet de limiter les besoins des bâtiments en utilisant le climat, la topographie du site, la compacité, des protections solaires...
L’optimisation bioclimatique permet de créer une ambiance intérieure confortable pour les occupants. Les usages peuvent être optimisés sur mesure pour mettre en adéquation les exigences des performances thermiques et de confort des occupants.
Les apports internes du bâtiment sont à prendre en compte dans l’estimation des consommations de chauffage, de climatisation ainsi que pour le dimensionnement des systèmes. Il est important d’estimer l’énergie dégagée à l’intérieur des différentes zones du bâtiment de façon à être le plus représentatif de son fonctionnement réel.
Intègrer dans la STD l’impact et le rendement des systèmes de chauffage, ventilation, climatisation… et les contraintes spécifiques du bâtiment permet d’avoir une vision des consommations réelles.
Étude des besoins thermiques
Ils sont liés au chauffage et au refroidissement. Les niveaux de température pendant la période de chauffe et de refroidissement du bâtiment, le lieu géographique ainsi que le climat sont des facteurs importants, impactant les besoins thermiques. La ventilation et les apports internes sont fortement liés à l’usage des zones du bâtiment et peuvent être élevés ou faibles en termes de besoin en énergie.
Étude énergétique
Les bâtiments actuels sont équipés de nombreux systèmes permettant le maintien d'un confort thermique satisfaisant. L’étude énergétique d’un bâtiment par une STD permet de dimensionner les équipements qui seront installés et d’estimer leurs consommations d’énergie en énergie finale et primaire. Afin de réaliser une simulation proche du réel usage du bâtiment, il est nécessaire de valider l’ensemble des hypothèses de base.
