PEB – Chaudières (à eau) pour chauffage central

Parution : février 2011

Dans le calcul du niveau E ou Ew (1), on détermine entre autres la consommation en énergie pour le chauffage des bâtiments (tant pour les bâtiments résidentiels que pour les bâtiments non résidentiels). A côté des systèmes d'émission, de distribution, de stockage et de régulation (voir Infofiche 48.2), le rendement du système de production de chaleur joue également un rôle important dans la détermination de la consommation en énergie. La présente Infofiche décrit les paramètres qui influencent le rendement du système de production de chaleur (chaudière) et présente également un certain nombre de recommandations à l'intention de l'auteur de projet et de l'entrepreneur en vue d'améliorer ce rendement. Concernant le chauffage décentralisé, ces aspects sont traités dans l'Infofiche 48.5.
(1) Pour simplifier, nous parlerons de façon générale de niveau E dans la suite du texte.

Réglementation PEB
Rôle de l'auteur de projet et de l'entrepreneur en charge des travaux
Recommandations
Avertissement

1. Réglementation PEB

Dans une chaudière, le combustible brûlé porte l'eau à haute température. La combustion incomplète, la chaleur passant par conduction à travers l'enveloppe de la chaudière et les fumées chaudes rejetées par la cheminée causent des pertes. Ces dernières, propres à chaque chaudière, sont déterminées par test et exprimées au travers du rendement à charge partielle de la chaudière.

Dans le cadre de la réglementation PEB, aucune exigence minimum spécifique n'est fixée sur le rendement à charge partielle mais celui-ci a toutefois une influence importante sur le niveau E calculé. Il est également fait usage d'un rendement de production plus global, qui donne le rapport entre la chaleur fournie au système pour la distribution et l'énergie nécessaire pour générer cette chaleur.

La détermination du rendement de production nécessite un certain nombre de données. À cet égard, on différencie les chaudières traditionnelles (qui ne sont pas à condensation : 'standard' et 'basse température') et les chaudières à condensation (qui sont prévues pour fonctionner en condensant la vapeur d'eau contenue dans les fumées).

1.1. Données pour les chaudières qui ne sont pas à condensation

Les données de base nécessaires pour déterminer le rendement de production d'une chaudière qui n'est pas à condensation sont les suivantes :
  • le rendement à charge partielle de 30 % : ce rendement est exprimé par rapport au pouvoir calorifique inférieur du combustible. Il constitue une donnée de produit déterminée conformément aux normes d'essai européennes par un laboratoire d'essai indépendant et déclarée par le fabricant de la chaudière



  • le combustible utilisé

  • la localisation de la chaudière :

    • en cas de pose à l'intérieur du volume protégé, il n'y a pas lieu de prendre en compte l'impact sur le rendement de production

    • en cas de pose en dehors du volume protégé, le rendement de production calculé est réduit de 2 %, car la chaleur perdue par le manteau de chaudière ne sert pas au chauffage du bâtiment



  • la régulation de la température de l'eau de la chaudière : si la chaudière est maintenue en permanence à une température minimum (p. ex. une chaudière standard dont la température minimum de l'eau est d'au moins 40 °C), le rendement de production est réduit de 5 %. Cette diminution ne devrait pas être d'application pour les chaudières à très basse température ni pour les chaudières à condensation puisqu'elles peuvent se refroidir temporairement jusqu'à la température ambiante (sans dégâts à la chaudière) par le biais d'un dispositif de réglage de la température dit 'glissant' (2).


    (2) La température de la chaudière est réglée en fonction de la température extérieure : plus celle-ci est basse, plus l'eau de la chaudière sera portée à une température élevée.
En présence d'une veilleuse, la consommation annuelle de celle-ci est prise en compte forfaitairement (ceci uniquement pour les chaudières au gaz).

Les données ci-dessus suffisent en cas d'utilisation d'une seule chaudière ou de plusieurs chaudières identiques. En cas de configurations plus complexes où l'on installe plusieurs types de chaudières qui chauffent ensemble une partie ou l'entièreté d'un bâtiment, il convient d'indiquer, outre les données de base, la puissance nominale totale des chaudières. Cette dernière est une donnée de produit, déterminée dans le cadre d'un essai à pleine charge normalisé d'une chaudière dans un laboratoire indépendant. Elle est déclarée par le fabricant de la chaudière.

1.2. Données pour les chaudières à condensation

Dans l'échangeur de chaleur d'une chaudière à condensation, les fumées sont refroidies par l'eau de retour du système d'émission de telle manière que la vapeur d'eau présente dans les fumées se condense partiellement. Lors de ce processus de condensation, la chaleur latente des gaz de combustion est récupérée. De plus, les températures moins élevées de ces gaz entraînent moins de pertes à la cheminée, ce qui résulte en un rendement à charge partielle supérieur. Il convient cependant d'accorder une attention suffisante à la température de retour de conception du système d'émission, qui doit être suffisamment basse pour permettre la condensation de la plus grande quantité de vapeur d'eau possible dans les fumées.

C'est pourquoi, outre les données applicables aux chaudières traditionnelles, deux données supplémentaires sont nécessaires pour les chaudières à condensation :
  • la température d'entrée de l'eau dans la chaudière lors de la détermination du rendement à charge partielle : elle constitue une donnée de produit déterminée lors de l'essai à charge partielle normalisé qui doit être fournie par le fabricant de chaudière conformément au rapport d'essai de la chaudière concernée (normalement, cette température est de 30 °C).

  • la température de retour de conception (à la température extérieure de conception), choisie par le concepteur de l'installation. Si celle-ci n'est pas connue, les valeurs par défaut suivantes peuvent être utilisées :
    • 45 °C pour les systèmes de chauffage de surface (chauffage par le sol, le mur ou le plafond)

    • 70 °C pour tous les autres systèmes d'émission de chaleur.
      La consommation énergétique des appareils auxiliaires comme les systèmes de régulation, les ventilateurs et les pompes est examinée dans l' Infofiche 48.2. À cet égard, il convient de confirmer si la chaudière comporte un ventilateur intégré ou un dispositif électronique.
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2. 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. L'entrepreneur est généralement chargé de la conception technique de l'installation HVAC. Il ne peut prendre de décisions qui seraient en contradiction avec les exigences de conception PEB, mais il peut, en concertation avec l'équipe de construction, proposer des alternatives qui répondent au moins aux mêmes exigences ou qui ont un meilleur rendement de production.

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

L'auteur de projet est normalement amené à :
  • fixer quel type de production de chaleur doit être utilisé : local ou central

  • fixer quel type de chaudière doit être utilisé (à condensation ou non) et avec quel combustible celle-ci fonctionne (gaz naturel, mazout, propane, …)

  • indiquer où la chaudière doit être installée (à l'intérieur ou à l'extérieur du volume protégé)
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 §3)

  • 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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3. 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. L'auteur de projet doit cependant approuver ces alternatives au préalable. Ces dernières peuvent influencer le niveau E :
  • installer la chaudière dans le volume protégé du bâtiment

  • proposer une chaudière à condensation avec un label (p. ex. Optimaz elite ou HR-Top) ou une chaudière à haut rendement, avec une température de chaudière dite 'glissante' et une régulation qui permet à l'eau de se refroidir complètement entre deux sollicitations du brûleur

  • une énergie auxiliaire supplémentaire est comptabilisée pour les chaudières avec veilleuses. Il est donc également préférable de choisir des chaudières sans veilleuse.

  • opter pour un chauffage basse température, avec un régime de température le plus bas possible lors de la conception (p. ex. 70/50 pour des radiateurs, 48/38 ou plus bas pour du chauffage par le sol, …). Pour une chaudière à condensation, on peut opter pour une température de retour à la conception qui est plus basse que la valeur par défaut (respectivement 70 °C et 45 °). Avec cette température plus basse, la réglementation PEB a un effet favorable sur le rendement de production

  • réguler la température de chaudière à l'aide d'une sonde extérieure ou d'une autre manière, par exemple en fonction de la charge. Avec des chaudières à condensation, on peut ainsi s'assurer que la chaudière condensera l'eau dans la plus grande partie de la saison de chauffe, même dans le cas d'un chauffage à haute température (p.ex. des radiateurs dimensionnés à 90/70)

  • dimensionner les appareils d'émission de chaleur correctement selon les besoins réels dans le bâtiment.
De plus, il est recommandé de choisir des chaudières avec une chambre de combustion fermée pour un fonctionnement sûr et sans interaction avec le système de ventilation. Ceci n'a aucune influence sur le niveau E.

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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