Détermination du rendement des installations de chauffage 2007/02.06

Lors de la détermination de la performance énergétique d'un bâtiment, il y a lieu de tenir compte des pertes d'énergie de l'installation de chauffage. Cet article explique ce que l'on entend précisément par le rendement de système, d'émission, de distribution et de stockage de l'installation et indique la manière dont ces rendements peuvent être calculés à l'aide du logiciel PEB (pour la Flandre).

1. Le rendement du système : bref aperçu

Le fonctionnement d'une installation de chauffage placée dans un secteur énergétique déterminé du bâtiment s'accompagne toujours de pertes d'énergie, c'est-à-dire des pertes ne contribuant pas au réchauffement du secteur concerné.

Les pertes d'énergie considérées dans le cadre de la réglementation PEB flamande (PEB = performance énergétique des bâtiments) sont subdivisées en trois catégories :
  • pertes dues au système d'émission de chaleur
  • pertes engendrées par le système de distribution de chaleur
  • pertes attribuées au système de stockage de chaleur.
Pour chacune de ces catégories, il est possible de déterminer un rendement partiel, à savoir le rendement d'émission ηem, le rendement de distribution ηdistr et le rendement de stockage ηstor, dont le produit est ensuite repris dans les calculs comme un terme constant de moyenne saisonnière appelé rendement du système ηsys :

ηsys = ηem x ηdistr x ηstor

2. Calcul du rendement du système à l'aide du logiciel PEB

Afin de déterminer le rendement du système à l'aide du logiciel PEB, le concepteur doit remplir dans l'écran destiné à cet effet quatre champs dont le contenu et le résultat de calcul sont communiqués à l'entrepreneur par le rapporteur via le formulaire PEH (PEH = performance énergétique des habitations). Ces champs sont décrits de façon détaillée ci-après.

2.1. Nature du système de chauffage

Dans le premier champ, il y a lieu d'indiquer la nature du système de chauffage. On distingue :
  • le chauffage local (décentralisé) : la chaleur est diffusée dans la pièce où elle est produite (poêles, convecteurs électriques, …, p. ex.)
  • le chauffage central : chaleur produite de manière centralisée (chaudière, p. ex.) et transportée vers toutes les pièces au sein du secteur énergétique via un fluide caloporteur (eau ou air)
  • le chauffage collectif : ces systèmes fonctionnent de la même manière qu'un chauffage central, mais peuvent desservir plusieurs secteurs énergétiques en même temps (chauffage collectif dans un immeuble à appartements, p. ex.).
En cas de combinaison de différents systèmes de chauffage, il importe de tenir compte du rendement le plus bas.

2.2. Rendement d'émission du système (ηem)

Le rendement d'émission peut être défini comme le rapport moyen saisonnier entre la chaleur utile émise par les corps de chauffe d'un secteur énergétique donné et leur émission calorifique totale.

Ce rendement comprend non seulement les déperditions thermiques inutiles des corps de chauffe, mais aussi les pertes résultant d'un mauvais réglage, et est dépendant des paramètres décrits ci-après.

2.2.1. Types de système d'émission

En cas de chauffage local (décentralisé), la valeur de calcul du rendement d'émission (ηem) est déterminée de façon forfaitaire selon l'appareil choisi (p. ex. 0, 82 pour un poêle au bois ou au charbon, 0,87 pour un poêle au gaz ou au mazout, 0,96 pour un radiateur électrique ou un convecteur à régulation électronique, …).

Pour un chauffage central, la valeur de calcul du rendement d'émission peut être déterminée de deux façons différentes :
  • soit de manière forfaitaire, compte tenu de la régulation de la température intérieure et de la température de départ du fluide caloporteur (voir tableau 1)
  • soit par le biais d'un calcul détaillé.
Tableau 1 Valeurs de calcul du rendement d'émission d'un chauffage central.
Régulation de la température intérieure Régulation de la température de départ du fluide caloporteur
Valeur de consigne constante Valeur de consigne variable
Décentralisée (par pièce) 0,87 0,89
Centralisée (pour l'ensemble du secteur énergétique) 0,85 0,87

Enfin, en présence d'un chauffage collectif, la valeur de calcul du rendement d'émission est déterminée de la même façon que pour le chauffage central, mais il y a lieu en outre de prendre en compte le système de répartition des frais de chauffage (voir § 2.2.4).

2.2.2. Valeurs de calcul du rendement d'émission d'un chauffage central

Le tableau 1 fournit un résumé des valeurs de calcul du rendement d'émission pour un chauffage central. Les éléments qui y figurent seront explicités dans la suite du texte.

Régulation de la température intérieure

Pour un chauffage central (à air ou à eau), il importe d'indiquer si la régulation de la température intérieure est réalisée de façon centralisée (pour l'ensemble du secteur énergétique) ou décentralisée (par pièce).

Une régulation décentralisée signifie que l'émission de chaleur dans toutes les pièces du secteur énergétique concerné est fixée de telle sorte que l'apport de chaleur diminue ou soit stoppé automatiquement dès lors que la valeur de consigne de la température intérieure est atteinte.

Une régulation centralisée implique que la température intérieure soit déterminée par un seul thermostat central (dans un local de référence) et qu'aucun moyen de régulation ne soit prévu dans les pièces restantes. Cela entraîne un rendement d'émission moins favorable qu'en cas de régulation décentralisée.

Valeur de consigne de la température de départ

Dans le cas d'un chauffage central, la valeur de consigne de la température de départ dans le système de distribution est variable lorsqu'elle fluctue avec la température extérieure. Cela entraîne un meilleur rendement d'émission qu'avec une valeur de consigne constante.

2.2.3. Mise en œuvre d'un corps de chauffe devant un vitrage

Si un corps de chauffe du secteur énergétique est mis en œuvre entièrement ou partiellement devant un vitrage, une grande quantité de chaleur est susceptible de s'échapper vers l'environnement extérieur.

Cet effet est automatiquement pris en compte par le logiciel via une diminution des rendements d'émission de chaleur mentionnés au tableau 1 d'une valeur fixe de 0,08.

2.2.4. Répartition des frais de chauffage sur la base d'une consommation réelle individuelle

Pour un chauffage collectif, la valeur de calcul du rendement d'émission est déterminée de la même manière que pour un chauffage central.

Dans ce cas, on tient compte également du système de répartition des frais de chauffage (qui comprend ou non un appareil de comptage de la consommation réelle individuelle dans chaque logement).

C'est pourquoi les valeurs forfaitaires du rendement d'émission indiquées au tableau 1 sont réduites en les multipliant par :
  • un facteur de 0,95 lorsque la répartition des frais de chauffage est réalisée dans chaque logement sur la base d'un système de mesure approuvé
  • un facteur de 0,85 si une telle répartition des frais n'est pas effectuée.

2.3. Rendement de distribution du système (ηdistr)

Le rendement de distribution (ηdistr) représente le rapport moyen saisonnier entre la chaleur totale transmise au secteur énergétique par les corps de chauffe et la chaleur transférée au système de distribution par l'installation de production et/ou la cuve de stockage. Ce rendement de distribution peut aussi bien être déterminé de manière forfaitaire que par calcul.

Lorsque toutes les canalisations ou conduites d'un chauffage central sont situées du côté intérieur par rapport à la couche d'isolation du volume protégé, l'ensemble des pertes des conduites bénéficieront au secteur énergétique considéré (ηdistr = 1).

Si une partie des canalisations est située dans l'environnement extérieur ou dans une pièce avoisinante non chauffée, une perte de rendement de 5 % est prévue de manière forfaitaire pour le système de distribution (ηdistr = 0,95). Ceci vaut également si les conduites de chauffage sont intégrées dans l'épaisseur de la couche d'isolation.

Ce facteur n'est pas d'application pour un chauffage local, étant donné qu'aucune perte de distribution ne survient dans ce cas.

Les valeurs de calcul forfaitaires du rendement de distribution sont indiquées au tableau 2.

Tableau 2 Valeurs de calcul forfaitaires du rendement de distribution.
Type d'installation de chauffage Rendement de distribution ηdistr
Chauffage décentralisé 1,00

Chauffage central et chauffage collectif :

  • toutes les conduites se situent dans le volume protégé (¹)
  • une partie des conduites se situe hors du volume protégé (²)


1,00
0,95
(¹) Dans ce cas, toutes les conduites sont situées entre l'environnement intérieur protégé et la couche possédant la résistance thermique la plus élevée faisant partie d'une paroi de l'enveloppe du bâtiment.
(²) Ce cas est aussi d'application lorsque les conduites situées hors du volume protégé sont isolées. L'alternative serait de réaliser un calcul détaillé afin d'obtenir un rendement de distribution plus favorable.

2.4. Rendement de stockage du système (ηstor)

Si l'énergie calorifique est temporairement stockée dans un réservoir tampon, le rendement de stockage représente le rapport moyen saisonnier entre la chaleur transférée au système de distribution et la chaleur transmise par le système de production à la cuve de stockage.

La présence de réservoirs tampons assurant le stockage de la chaleur destinée au chauffage des locaux, qu'ils soient dissociés ou intégrés à la chaudière, doit être signalée.

Si tous les réservoirs tampons sont placés dans le volume protégé, l'ensemble des pertes de chaleur bénéficieront au secteur énergétique considéré (ηstor = 1).

Par contre, si au moins un réservoir tampon se situe en dehors du volume protégé (dans l'environnement extérieur ou dans une pièce avoisinante non chauffée), on prévoit une perte de rendement de 3 % de manière forfaitaire pour le système de stockage (ηstor = 0,97).

Les valeurs de calcul forfaitaires du rendement de stockage sont stipulées au tableau 3.

Tableau 3 Valeurs de calcul forfaitaires du rendement de stockage.
Stockage dans un ou plusieurs réservoirs tampons Rendement de stockage ηstor
Pas d'application 1,00

D'application :

  • dans le volume protégé
  • hors du volume protégé


1,00
0,97

3. Les portails wallon et flamand de l'énergie

Pour plus d'informations concernant l'application de la réglementation PEB en Wallonie et en Flandre, nous renvoyons le lecteur intéressé vers les portails des régions : energie.wallonie.be et www.energiesparen.be.


J. Schietecat, ing., chef du laboratoire 'Techniques de chauffage et de Climatisation', CSTC