6.3 Conditions pour un justificatif par simulation
6.3.1 Conditions de calcul pour la vérification par simulation
Conditions de calcul pour les simulations numériques en procédure de justification
| Données climatiques | Données climatiques 2035 « Design Reference Years » (DRY) de SIA/MétéoSuisse; station la plus représentative du climat auquel le bâtiment est soumis. |
|---|---|
| Période d’évaluation | 16 avril - 15 octobre |
| Modèle de calcul, pas de temps | Le modèle de calcul doit satisfaire les exigences du chiffre 5.2.6.1 de la norme SIA 180 (càd EN ISO 13791 ou EN ISO 13792). Le pas de temps est de 1 heure ou moins. |
| Critère, grandeur physique | Température opérative au centre du local à 1m de hauteur. |
| Apports thermiques externes | Si cette condition est nécessaire dans le modèle de calcul, 10 % des apports thermiques externes (rayonnement solaire) sont convectives. |
Conditions pour le justificatif des exigences de construction pour la protection thermique estivale (en suivant le correctif C1 de la SIA 180 : 2014)
| Exigences, évaluation | Les exigences relatives à la protection thermique estivale sont remplies lorsque toutes les valeurs horaires moyennes calculées de la température opérative se situent au-dessous de la limite supérieure de la figure 3 pendant la période de temps examinée. La limite inférieure de la figure 3 ne doit alors pas être dépassée. |
|---|---|
| Protections solaires | Caractéristiques des protections solaires prévues ou existantes. Les protections sont abaissées lorsque le rayonnement solaire sur la façade dépasse 200 W/m2 et que la température opérative dans le local dépasse 23°. Prise en compte de la résistance au vent en admettant que la vitesse du vent près de la protection solaire est la vitesse du vent en profil libre à 1 m au-dessus du toit. |
| Apports thermiques internes | Gains internes totaux en 24 heures de 120 Wh/m2, répartis également sur les 24 heures. Partie convective 50 %, partie radiative 50 %. |
| Débit d’air neuf | Débit d’air neuf de 3 m3/(h·m2); augmenté à 10 m3/(h·m2) lorsque la température opérative intérieure dépasse une limite déterminée (24°C) et que la température de l’air extérieur est inférieure à la température de l’air intérieur. On admet que la température de l’air soufflé est égale à celle de l’air extérieur (pas de récupération de chaleur). |
Justificatif pour le confort, respectivement pour la nécessité en refroidissement (en référence au justificatif C2 SIA 180:2014 & SIA 382/1:2014)
| Critère, grandeur physique | Comme plus haut. Les éventuels endroits de la zone de séjour qui seraient particulièrement critiques à cause de rayonnement thermique sont à examiner séparément. |
|---|---|
| Exigences, évaluation | Les exigences sont remplies, c’est-à-dire un refroidissement n’est pas nécessaire, lorsque, pendant la période de temps examinée, toutes les valeurs horaires calculées de la température opérative dans la zone de séjour se situent, pendant les périodes d’occupation, à l’intérieur des limites de la figure 3 et au max. 100 heures au-dessus de la valeur limite de la figure 4. La limite inférieure ne doit pas être dépassée pendant les périodes d’occupation. |
| Protections solaires | Comme ci-dessus, mais la stratégie de pilotage prévue ou existante est représentée. Une condition essentielle est que la protection thermique estivale (justificatif ci-dessus) soit respectée, tout comme, en cas de besoin en refroidissement, l’automatisation de la protection solaire selon la norme SIA 382/1:2014, chapitre 2.1.3. |
| Apports thermiques internes | Selon les conditions d’utilisation convenues. A défaut, utiliser les conditions d’utilisation standard selon la norme SIA 2024.
|
| Modèle de calcul pour la ventilation naturelle. Débits d’air neuf par ventilation naturelle | Utiliser un modèle dynamique pour déterminer le débit d’air neuf par ventilation naturelle, sans l’influence du vent. Utiliser les débits d’air calculés avec le modèle dynamique de calcul tant que la température de l’air extérieur est inférieure à la température de l’air intérieur et la température de la pièce > 21°C. Sinon, appliquer le débit d’air neuf hygiéniquement nécessaire pour les occupants (taux d’occupation selon les conditions d’utilisation convenues, à défaut les conditions standard selon SIA 2024). |
| Débits d’air par ventilation mécanique pendant les périodes d’occupation | Débit d’air neuf de l’installation en régime normal, compte tenu des débits d’air hygiéniques nécessaires selon SIA 382/1, chiffre 2.2.6, et du dimensionnement de l’installation. |
| Débits d’air par ventilation mécanique en dehors des périodes d’occupation | Débit d’air neuf comme pendant les périodes d’occupation ou plus élevé (autant que possible, mais au maximum d’un facteur 2), si (θRAL – θAUL) > 4 K et θRAL > 24°C. Autrement, installation déclenchée et débit d’air neuf de 0,3 m3/(h·m2). |
| Durée d’utilisation | La durée d’utilisation est à considérer en fonction de l’utilisation respective. Pour une utilisation standard, se référer à la norme SIA 2024 |
| Horaire d’utilisation de l’installation | L’installation est enclenchée le matin 1 h avant le début de la phase d’utilisation et déclenchée 1 h après la fin de la phase d’utilisation le soir. Elle reste enclenchée pendant la pause de midi. |
| Free-cooling par sol | Le refroidissement par le sol est activé à partir d’une température intérieure de 24°C. Sans informations détaillées sur la puissance de refroidissement, il faut calculer une puissance maximale de 14 W/m2 à ΔT 2 kelvin. |
6.3.2 Consignes pour le refroidissement
La norme SIA 382/1:2014 spécifie, dans le chapitre 5.6, la température admissible de l'eau de refroidissement, ainsi que les valeurs cibles et limites pour la production de froid. Des informations complémentaires figurent à l'annexe H. Le projet de l'OFEN « Construire quand le climat se réchauffe » a étudié les effets du réchauffement climatique en été. Ce travail contient, entre autres, des informations sur la protection thermique estivale des bâtiments (y compris sur le plan conceptuel) et sur un refroidissement énergétiquement efficient.
Sur le site www.topten.ch, se trouvent des petits climatiseurs de bonne qualité énergétique. Il est recommandé d’utiliser le « Guide conseils ».
6.3.3 Contraintes pour la ventilation
Lors du choix de la stratégie de ventilation, le planificateur doit tenir compte :
- des possibilités de ventilation naturelle en fonction de la géométrie de la pièce, du bruit ou de la pollution de l'air ou des besoins en air frais en fonction de l'utilisation.
- de la position de la prise d'air extérieure dans le cas d’une ventilation mécanique, en particulier en cas d'une possible exposition à la lumière du soleil.
6.3.4 Traitement des atriums
Dans les bâtiments avec des atriums non refroidis, il existe un risque que les zones adjacentes et appartenant à la surface utile principale soient affectées négativement en été, selon la géométrie de la pièce et du toit.
Les mesures possibles pour réduire l'influence des atriums sur les zones environnantes seraient :
- Réduction de l'exposition directe au soleil dans les zones ouvertes voisines
- Enlèvement suffisant du coussin d'air chaud sous le toit. Le coussin d'air chaud ne doit pas affecter les zones adjacentes.
Dans les atriums ventilés mécaniquement, une protection solaire doit être utilisée si l'on peut supposer que cela entraînera un besoin accru en énergie pour la climatisation.
6.3.5 Résistance au vent de la protection solaire sur les loggias
Minergie a réduit les exigences de résistance au vent pour la protection solaire à partir d'une profondeur type de loggias fermées sur 3 côtés de 1.5 mètre ou plus. La classe de résistance au vent recommandée dans la norme SIA 2028 peut être réduite de 1 niveau pour le confort estival sous réserve des exigences de l'assurance immobilière.
6.3.6 Profondeur maximale imputable et partage des espaces
Les règles suivantes s'appliquent pour la saisie du calcul des surfaces des pièces significatives :
Pour les pièces dont le rapport entre la profondeur L et la hauteur H est supérieur à 2.5 (L/H ≥ 2,5), la profondeur de la pièce doit être réduite à 2.5 fois la hauteur de la pièce. Les éléments à partir de cette profondeur ne doivent pas être inclus dans le calcul de la capacité de stockage et la surface nette de plancher doit être réduite en conséquence.
Cette limitation est nécessaire en raison de l’impact de la profondeur sur le refroidissement nocturne et correspond à la définition de la norme SIA 382/1:2014 (§ 5.2.4). La DIN 4108 fait également des déclarations comparables à cet égard.
Dans les pièces ayant 4 façades ou types de fenêtres différents ou plus, la surface de la pièce peut être divisée et justifiée séparément. Les fenêtres doivent être affectées à la surface de plancher correspondante.
6.3.7 Valeurs de référence pour le coefficient de transmission énergétique globale
La valeur g-total est calculée selon la norme SN EN ISO 52022-1 (SIA 380.217) et SN EN ISO 52022-3 (SIA 380.219), par des méthodes au moins comparables ou peut être confirmée par des mesures. Avec des stores à lamelles, la valeur g-total s'applique en position 45°. Si le g‑total est inférieur à 5%, il doit être calculé ou mesuré. Il faut tenir compte des exigences de la norme SIA 180, point 5.2.4.4.
| Vitrage | Protection solaire (extérieure) | g-total (vitrage + protection solaire) | |
|---|---|---|---|
| Ug | g-Wert | (selon SIA 380.217 / 380.219) | |
| 0.6 | 0.6 | Store à lamelles 45° blanc | 0.088 |
| 0.5 | 0.078 | ||
| 0.4 | 0.068 | ||
| 0.3 | 0.058 | ||
| 0.6 | Store à lamelles 45° gris clair /aluminium | 0.079 | |
| 0.5 | 0.071 | ||
| 0.4 | 0.064 | ||
| 0.3 | 0.056 | ||
| 0.6 | Store à lamelles 45° gris | 0.070 | |
| 0.5 | 0.065 | ||
| 0.4 | 0.060 | ||
| 0.3 | 0.055 | ||
| 0.6 | Store toile avec facteur de transmission solaire (TS) 10 %, blanc | 0.079 | |
| 0.5 | 0.070 | ||
| 0.4 | 0.061 | ||
| 0.3 | 0.052 | ||
| 0.6 | Store toile avec facteur de transmission solaire (TS) 10 %, gris clair | 0.084 | |
| 0.5 | 0.075 | ||
| 0.4 | 0.066 | ||
| 0.3 | 0.057 | ||
| 0.6 | Store toile avec facteur de transmission solaire (TS) 20 %, gris clair | 0.144 | |
| 0.5 | 0.125 | ||
| 0.4 | 0.107 | ||
| 0.3 | 0.089 | ||
| Vitrage | Protection solaire (intérieure) | g-total (vitrage + protection solaire) | |
|---|---|---|---|
| Ug | g-Wert | (selon SIA 380.217 / 380.219) | |
| 0.6 | 0.6 | Store à lamelles 45° blanc | 0.399 |
| 0.5 | 0.359 | ||
| 0.4 | 0.309 | ||
| 0.3 | 0.248 | ||
| 0.6 | Store toile avec facteur de transmission solaire (TS) 25 %, clair, facteur de réflexion 60 % | 0.382 | |
| 0.5 | 0.349 | ||
| 0.4 | 0.303 | ||
| 0.3 | 0.247 | ||
| 0.6 | Store toile avec facteur de transmission solaire (TS) 25 %, moyen, facteur de réflexion 40 % | 0.452 | |
| 0.5 | 0.397 | ||
| 0.4 | 0.333 | ||
| 0.3 | 0.262 | ||
Les valeurs du g-total peuvent être interpolées si nécessaire.
6.3.8 Exemple de valeurs d’irradiance de différentes orientations
Les diagrammes d’irradiation suivants illustrent la base de calcul des charges externes pour une fenêtre. L’activation de la valeur g, y compris de la protection solaire, est clairement visible sur la fenêtre en cas de rayonnement > 200 Wh/m2.
Diagrammes d’irradiation pour le 21 juin pour les orientations sud, ouest et nord
Sud : apport total de chaleur d’environ 590 Wh/(m2·j) (avec gverre 50 %, gtot 10 %, protection solaire activée dès 200 W/m2)
Ouest (l’est est comparable) : apport total de chaleur d’environ 780 Wh/(m2·j) (avec gverre 50 %, gtot 10 %, protection solaire activée dès 200 W/m2)
Nord : apport total de chaleur d’environ 941 Wh/(m2·j) (avec gverre 50 %, gtot 10 %, protection solaire activée dès 200 W/m2)
Diagrammes d’irradiation pour le 21 avril pour les orientations sud, ouest et nord.
Sud : apport total de chaleur d’environ 570 Wh/(m2·j) (avec gverre 50 %, gtot 10 %, protection solaire activée dès 200 W/m2)
Ouest (l’est est comparable) : apport total de chaleur d’environ 660 Wh/(m2·j) (avec gverre 50 %, gtot 10 %, protection solaire activée dès 200 W/m2)
Nord : apport total de chaleur d’environ 610 Wh/(m2·j) (avec gverre 50 %, gtot 10 %, protection solaire activée dès 200 W/m2)
