PEB – Chauffage : émission, distribution, stockage et régulation

Parution : février 2011

La méthode de calcul du niveau de consommation d'énergie primaire (niveau E ou Ew) (1) tient compte de nombreux paramètres (voir Infofiche 48.1). Parmi ceux-ci on trouve les caractéristiques d'émission, de distribution et de stockage de la chaleur, ainsi que la régulation du système de chauffage central.
Le but de cette fiche est de mettre en évidence l'impact de ces paramètres sur le niveau E.

Notons par ailleurs que, mis à part leur influence sur le niveau E, il n'y a pas directement d'exigences PEB sur les paramètres susmentionnés en Région wallonne et en Région flamande. Des exigences techniques spécifiques sont par contre en vigueur en Région de Bruxelles-Capitale.


(1) Pour simplifier, nous parlerons de façon générale de niveau E dans la suite du texte.

Impact de l'émission
Impact de la distribution
Impact du stockage
Impact de la régulation et de la consommation des auxiliaires
Rôle de l'auteur de projet et de l'entrepreneur en charge des travaux
Recommandations
Avertissement


Détermination du niveau E Détermination du niveau E

Une installation de chauffage central se compose :
  1. d'un système d'émission de chaleur par radiateurs, convecteurs, conduites dans le sol, conduites dans le plafond, conduites dans les murs ou grilles d'aération

  2. d'un système de distribution de chaleur, qui se compose de conduites dans le cas d'un chauffage central hydronique (système à circulation d'eau) ou de gaines en présence d'un chauffage à air chaud. Remarquons qu'un chauffage local ne possède pas un tel système

  3. d'un système de stockage de chaleur (mais il n'est pas indispensable)

  4. d'une installation de production de chaleur. Il peut s'agir de chaudières hydroniques (voir Infofiche 48.3), de générateurs d'air chaud, de pompes à chaleur (voir Infofiche 48.4) ou d'installations de cogénération

  5. de la régulation de chacun de ces systèmes.
La prise en compte des systèmes de distribution, de stockage et d'émission de la chaleur dans la détermination du niveau E intervient au moment de la conversion des besoins énergétiques mensuels nets pour le chauffage en besoins énergétiques mensuels bruts. Pour ce faire, on
divise les besoins nets par le rendement du système de chauffage qui est lui-même subdivisé en rendement de distribution, d'émission et de stockage.

Le système de régulation intervient, quant à lui, lors de deux étapes distinctes de la détermination du niveau E (pour les différentes étapes, voir Infofiche 48.1) :
  • lors de la seconde étape, car il peut influencer le rendement d'émission

  • lors de la troisième étape, parce qu'il peut influencer le rendement de production et peut lui même consommer de l'énergie. Lors de cette étape, on détermine la consommation finale mensuelle d'énergie en divisant les besoins énergétiques mensuels bruts par le rendement de production de l'installation de production de chaleur. On détermine également la consommation finale mensuelle d'énergie pour les fonctions auxiliaires.
L'analyse des formules pour le calcul du niveau E indique que plus les rendements de systèmes décrits ci-dessous sont élevés, plus le niveau E est bas, ce qui indique une meilleure performance énergétique.

1. Impact de l'émission

Le rendement d'émission représente le rapport entre la chaleur utile que les corps de chauffe émettent au profit des locaux chauffés et la chaleur totale qu'ils émettent. Il comprend aussi bien les déperditions de chaleur inutiles de ces éléments que les déperditions dues à une mauvaise régulation.

La détermination du rendement d'émission se fait grâce à des valeurs tabulées (voir tableau 1). Ce tableau montre en outre l'impact de la régulation sur le rendement d'émission. Une approche détaillée est également proposée en alternative (2).



(2) Voir dans la bibliographie de l'Infofiche 48.1.

Vous trouverez ci-dessous les valeurs de calcul pour le rendement d'émission dans le cas d'un système de chauffage central.

Tableau 1 Valeurs de calcul pour le rendement d'émission d'un chauffage central.
Chauffage central
Régulation de la température intérieure Régulation de la température de départ de l'eau du circuit ou de l'air
Valeur de consigne constante Valeur de consigne variable
Commande de la température par local 0,87 (*) 0,89 (*)
Autres 0,85 (*) 0,87 (*)
(*) Si un ou plusieurs éléments du secteur énergétique émettant de la chaleur sont (partiellement) installés devant un vitrage, le rendement est diminué de 0,08.

Dans le cas d'une installation de production de chaleur commune à plusieurs unités d'habitation (chauffage collectif), les valeurs ci-dessus (relatives au chauffage central) doivent être diminuées comme suit :
  • si un décompte individuel des coûts de chauffage est établi par unité d'habitation sur la base d'une mesure individuelle de la consommation réelle, on multiplie la valeur qui est d'application dans tableau 1 par le facteur 0,95
  • si ce n'est pas le cas, on multiplie la valeur qui est d'application dans tableau 1 par le facteur 0,85.
Pour le chauffage central, le fait de placer un ou plusieurs corps de chauffe devant une fenêtre aura pour effet de diminuer le rendement d'émission et donc d'augmenter le niveau E.

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2. Impact de la distribution

Le rendement de distribution représente le rapport entre la chaleur totale que les corps de chauffe émettent et la chaleur que l'installation de production transmet au système de distribution de chaleur.

La détermination du rendement de distribution peut se faire de manière simplifiée par l'utilisation de valeurs tabulées (voir tableau 2). Une approche détaillée est également proposée en alternative (3).


(3) Voir dans la bibliographie de l'Infofiche 48.1.

Tableau 2 Rendement de distribution.
Installation de chauffage
Chauffage central à eau ou à air chaud (chauffage collectif)
ηdistr,heat,sec i,m(*)
Toutes les conduites ou les gaines se trouvent à l'intérieur de la couche d'isolation du volume protégé 1
Une partie des conduites ou des gaines se trouvent à l'extérieur de la couche d'isolation du volume protégé 0,95
(*) Rendement mensuel moyen de la distribution d'un secteur énergétique i.

A. Toutes les conduites sont à l'intérieur du volume protégé B. Une partie des conduites est à l'extérieur du volume protégé
A. Toutes les conduites sont à l'intérieur du volume protégé B. Une partie des conduites est à l'extérieur du volume protégé
Fig. 1 Localisation des conduites.

Il apparaît clairement que le rendement de distribution est défavorablement influencé si une partie des conduites est placée à l'extérieur du volume protégé.

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3. Impact du stockage

En ce qui concerne le stockage d'énergie thermique pour le chauffage dans un réservoir tampon, le rendement de stockage moyen mensuel représente le rapport entre la chaleur fournie chaque mois au système de distribution et la chaleur que les installations de production de chaleur transmettent chaque mois aux ballons de stockage.

La détermination du rendement de stockage se fait par l'utilisation de valeurs tabulées (voir tableau ci-dessous). Une approche détaillée est également proposée en alternative (4).


(4) Voir dans la bibliographie de l'Infofiche 48.1.

Tableau 3 Rendement de stockage.
Stockage de chaleur dans un ou plusieurs réservoir(s) tampon(s) pour le chauffage des locaux ηstor,heat,sec i,m(*)
Pas prévu 1
Prévu : localisation
A l'intérieur du volume protégé
1
A l'extérieur du volume protégé
0,97
(*) Rendement mensuel moyen de stockage d'un secteur énergétique i.


Il est évident que l'utilisation d'un réservoir tampon a des conséquences négatives s'il est installé en dehors du volume protégé. Lors de l'utilisation d'une pompe supplémentaire, celle-ci doit être prise en compte (voir tableau 4).

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4. Impact de la régulation et de la consommation des auxiliaires

En cas de chaudière à eau chaude, il y a lieu de tenir compte de la régulation lors de la détermination du rendement de production. En effet, si la chaudière est équipée d'une régulation qui la maintient chaude en permanence, elle fonctionnera aussi pendant les périodes sans demande de chaleur (la régulation ne laissera pas la chaudière se refroidir jusqu'à la température ambiante). Par conséquent, le rendement de production de la chaudière est réduit de 5% (voir aussi Infofiche 48.3).

Comme indiqué précédemment, la régulation influence également le niveau E par le biais du rendement d'émission.

En outre, le système de régulation considéré dans sa globalité peut consommer de l'énergie pour les fonctions auxiliaires (circulateurs, ventilateurs intégrés et circuits électroniques). La détermination forfaitaire de cette consommation d'énergie se fait à partir de valeurs tabulées (voir tableau 4).

Tableau 4 Valeurs de calcul pour la consommation d'électricité des auxiliaires des installations de chauffage.
Appareil/composant Modes de fonctionnement Waux,heat,j [kWh] (¹)
Circulateur par unité d'habitation Sans régulation du circulateur 0,70 ΣVsec i (²)
Avec régulation du circulateur 0,35 ΣVsec i
Circulateur commun à plusieurs unités d'habitation Si l'approvisionnement en eau chaude sanitaire est séparé, le circulateur servira uniquement au chauffage des locaux. (Il ne fonctionnera donc uniquement que pendant la saison de chauffe) 0,35 ΣVsec i
Le circulateur sert aussi pour l'approvisionnement en eau chaude sanitaire et ce, par l'intermédiaire d'une station de transfert de chaleur qui fonctionne toute l'année 0,70 ΣVsec i
Autres circulateurs Circulateur supplémentaire en cas d'utilisation d'un réservoir de stockage pour le chauffage des locaux 0,10 ΣVsec i
Circulateur supplémentaire entre la chaudière et les collecteurs/conduites de distribution 0,10 ΣVsec i
Circulateur supplémentaire pour un échangeur de chaleur dans un caisson de traitement d'air 0,10 ΣVsec i
Chaudière/générateur Ventilateur intégré 0,30 ΣVsec i
Electronique 0,20 ΣVsec i
(¹) Consommation d'électricité des auxiliaires faisant partie de l'installation.
(²) Soit ΣVsec i la somme des volumes des secteurs énergétiques [m³].

Enfin, il faut prendre en considération la consommation électrique des ventilateurs du chauffage par air. La détermination de cette consommation est basée sur la puissance électrique des ventilateurs et se fait par l'utilisation de valeurs tabulées (voir tableau 5). La possibilité de tenir compte de la puissance réellement installée est prévue dans le cadre réglementaire (5).


(5) Voir dans la bibliographie de l'Infofiche 48.1.

Tableau 5 Valeurs de calcul par défaut pour la puissance électrique des ventilateurs assurant le chauffage des locaux.
Installation Type de régulation du ventilateur Puissance
Φfans,heat [W] (*)
Chauffage à air pulsé Pas de régulation ou pas de régulation automatique 0,780 ΣVsec i
Régulation automatique 0,525 ΣVsec i
(*) Valeur de calcul de la puissance électrique d'un ventilateur en mode ventilation.

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5. Rôle de l'auteur de projet et de l'entrepreneur en charge des travaux

L'Infofiche 48.1 donne un aperçu général des tâches de chaque partenaire de l'acte de bâtir, pour autant qu'elles soient liées à la réglementation PEB. Nous avons vu que les différents aspects de la distribution, de l'émission et du stockage de la chaleur, ainsi que la régulation ont une influence sur le niveau E. Il est donc important que l'auteur de projet décrive clairement ces points dans le cahier des charges, de sorte que les valeurs tabulées puissent être assignées sans ambiguïtés.

Vous trouverez ci-dessous des tâches plus spécifiques en lien avec cette Infofiche.

L'auteur de projet est normalement amené à :
  • choisir un système de chauffage selon les situations, en particulier en ce qui concerne :

    • l'utilisation d'un chauffage central ou local
    • l'utilisation d'un système de stockage de chaleur (réservoir tampon)
    • les systèmes d'émission utilisés (radiateur, convecteur, chauffage par le sol, chauffage mural, etc). et où ils doivent être installés
    • la régulation de la température initiale de l'eau ou de l'air : constante ou variable (régulation climatique)
    • la régulation de la température intérieure : par local (p. ex. avec un thermostat ou une vanne thermostatique) ou d'une autre manière
    • si pour un chauffage collectif une comptabilisation individuelle des coûts de chauffage est prévue

  • déterminer les composants particuliers à installer ou communiquer les prescriptions à l'entrepreneur, éventuellement en termes de performances :

    • stockage de chaleur
    • type de pompe
    • régulation
L'entrepreneur en charge des travaux est normalement amené à :
  • répondre aux prescriptions du cahier spécial des charges et des plans, ainsi qu'aux autres exigences éventuelles fixées par l'auteur de projet
  • soumettre pour approbation au maître d'ouvrage, à l'auteur de projet ainsi qu'au responsable du calcul PEB, une éventuelle solution alternative proposée par lui-même, qui permettrait de répondre à la performance énergétique minimale fixée par l'auteur de projet (voir recommandations dans le § 6)
  • informer les autres parties des limites de sa mission et, le cas échéant, à fournir des composants qui sont installés par d'autres entrepreneurs, par exemple des passages de toiture pour les cheminées
  • fournir les données concernant les choix effectués lors de l'installation, les composants mis en œuvre ou les installations réalisées au responsable du calcul PEB.
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6. Recommandations

L'entrepreneur peut également proposer d'autres solutions qui améliorent la qualité et/ou les performances du système, pour lesquelles les recommandations suivantes sont utiles :
  • ne pas installer de radiateurs ou convecteurs devant un vitrage
  • choisir une régulation qui permet à la chaudière, lorsqu'elle est coupée, de se refroidir
  • installer toutes les conduites de chauffage dans le volume protégé
  • prévoir une régulation pour la pompe de circulation
  • limiter l'usage de pompes supplémentaires, par exemple dans des ballons de stockage, entre une chaudière et une bouteille casse-pression ou dans un échangeur de chaleur supplémentaire
  • dimensionner correctement les corps de chauffe selon les besoins réels de chaleur dans chaque local et opter pour un régime à basse température (voir également les Infofiches 48.3 et 48.4).
Les alternatives ci-dessus doivent cependant être approuvées au préalable par l'auteur de projet.

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Avertissement

Les fiches 'PEB & Métiers' ont été établies avec le plus grand soin. Le CSTC ne peut toutefois être tenu responsable des dommages qui seraient occasionnés par l'utilisation des renseignements qui y sont repris. Seules les Régions sont compétentes pour formuler un avis sur l'interprétation des réglementations.


Département 'Acoustique, Energie et Climat', CSTC