La nouvelle méthode de calcul du DPE ne tient plus compte des factures de chauffage existantes et essaie donc de s’affranchir de la situation réelle pour ne prende en compte que la situation technique du bâtiment et de l’appartement ou maison.
Détermination des apports gratuits
Dans la formule des besoins mensuels de chauffage d’un logement, les apports gratuits sont pris en compte à travers le facteur de conversion des apports solaires (F).
Le facteur F représente la proportion d’énergie solaire qui est utilisée pour chauffer le bâtiment. Il dépend de plusieurs paramètres tels que l’orientation et l’inclinaison des surfaces vitrées, la présence d’ombrages, la latitude du lieu, etc.
Le calcul du facteur F est basé sur une méthode de calcul simplifiée qui prend en compte les caractéristiques géométriques du bâtiment et les conditions climatiques locales.
En pratique, le facteur F est souvent estimé à partir de données tabulées ou à l’aide de logiciels spécialisés qui prennent en compte un plus grand nombre de paramètres.
La formule pour F dépend de l’inertie thermique du bâtiment et est différente selon que l’inertie est considérée comme lourde, très lourde, moyenne ou légère.
La formule générale pour F est la suivante : Fj = Xj – Xj^3/3
où :
– Fj est le facteur de conversion des apports solaires pour le mois j
– Xj représente le rapport entre les apports solaires et les besoins en chauffage pour le mois j, exprimé en heures
– Xj^3 représente Xj élevé au cube
Les valeurs de Xj dépendent de l’inertie thermique du bâtiment et sont données dans un tableau. Les valeurs de Xj sont calculées à partir des déperditions de l’enveloppe (GV) et des degrés-heures de chauffage (DH) sur le mois j. La méthode pour calculer F décrite ici est une méthode simplifiée qui ne prend pas en compte tous les paramètres qui peuvent influencer les apports solaires.
Des méthodes plus précises peuvent être utilisées pour prendre en compte ces paramètres, notamment à l’aide de logiciels spécialisés.
Ces méthodes plus précises prennent en compte :
– La géométrie du bâtiment : forme, dimensions, orientation, inclinaison des surfaces vitrées, etc.
– Les caractéristiques des surfaces vitrées : coefficient de transmission thermique (U), facteur solaire (g), coefficient de réflexion, etc.
– Les caractéristiques des ombrages : position, dimensions, facteur d’occultation, etc.
– Les caractéristiques du site : latitude, longitude, altitude, exposition au vent et à l’ensoleillement direct et diffus, etc.
– Les caractéristiques climatiques : température extérieure, rayonnement solaire direct et diffus, humidité relative de l’air extérieur, etc.
– Les caractéristiques du système de protection solaire : type de stores ou volets roulants utilisés pour réguler les apports solaires.
– Les caractéristiques du système de ventilation naturelle ou mécanique : débits d’air entrant et sortant par les fenêtres ou la VMC.
Le facteur F est ensuite calculé en faisant la somme pondérée des fractions Fj sur l’ensemble des mois de chauffage : F = Σ(Fj x Aj) / BV où :
– F représente le facteur d’ajustement des besoins en chauffage en fonction des apports gratuits et des déperditions thermiques ;
– Fj représente la fraction des besoins de chauffage couverts par les apports gratuits sur le mois j ; – Aj représente l’apport gratuit correspondant au mois j ;
– BV représente les besoins en chauffage du bâtiment exprimés en kWh/m².an.
Le facteur d’intermittence intervient dans le calcul des besoins réels de chauffage, qui sont utilisés pour déterminer le facteur F. Plus précisément, le facteur d’intermittence est utilisé pour ajuster les besoins théoriques de chauffage en fonction des baisses temporaires de température dans le bâtiment.
BV apparaît dans la formule de calcul de F, ce qui rend difficile le calcul direct de BV à partir de cette formule (puisque BV dépend de F). En pratique, le calcul de BV se fait par itération : on commence par une estimation initiale de BV, puis on calcule F à partir de cette estimation et on utilise la formule BV = GV x (1 – F) pour obtenir une nouvelle estimation de BV. On répète ce processus jusqu’à ce que l’estimation converge vers une valeur stable.
Consommations d’auxiliaires de ventilation – Caux
Caux est un acronyme qui désigne les consommations d’auxiliaires des installations de chauffage, de refroidissement et d’ECS (eau chaude sanitaire).
Les consommations des auxiliaires sont la somme des consommations des auxiliaires de génération et de distribution.
Les auxiliaires sont les équipements qui permettent le fonctionnement des installations de chauffage, de refroidissement et d’ECS.
Ils comprennent notamment les pompes, les ventilateurs, les circulateurs, les vannes, etc.
La connaissance des consommations d’auxiliaires est importante pour évaluer la performance énergétique d’un bâtiment et pour identifier les sources potentielles d’économies d’énergie.
En effet, une part significative de la consommation énergétique totale d’un bâtiment peut être imputée aux auxiliaires.
NB : Les besoins mensuels de chauffage et les consommations d’auxiliaires (Caux) sont deux éléments distincts qui contribuent à la consommation énergétique totale d’un bâtiment. Les besoins mensuels de chauffage représentent la quantité d’énergie nécessaire pour maintenir une température confortable à l’intérieur du bâtiment pendant la période de chauffe, tandis que les Caux représentent la quantité d’énergie consommée par les équipements auxiliaires des installations de chauffage, de refroidissement et d’ECS.
Le rapport entre les besoins mensuels de chauffage et les Caux peut varier considérablement selon les caractéristiques du bâtiment et le type d’installation. En général, plus le bâtiment est bien isolé et plus l’installation est performante, plus le rapport entre les besoins mensuels de chauffage et les Caux sera faible.
La formule pour calculer les Caux des installations de chauffage est la suivante :
Caux_ch = Caux_gen_ch + Caux_dist_ch
où :
– Caux_gen_ch est la consommation annuelle des auxiliaires de génération de l’installation de chauffage (en Wh)
– Caux_dist_ch est la consommation annuelle des auxiliaires de distribution de l’installation de chauffage (en Wh)
La formule pour calculer les Caux des installations d’ECS est la suivante :
Caux_ecs = Caux_gen_ecs + Caux_dist_ecs
où :
– Caux_gen_ecs est la consommation annuelle des auxiliaires de génération de l’installation d’ECS (en Wh)
– Caux_dist_ecs est la consommation annuelle des auxiliaires de distribution de l’installation d’ECS (en Wh)
Les termes « Caux_gen » et « Caux_dist » désignent respectivement les consommations annuelles des auxiliaires de génération et de distribution.
Intermittence
L’intermittence est un facteur important dans les calculs de la méthode de calcul 3CL – DPE 2021 car elle permet de prendre en compte les baisses temporaires de température dans le bâtiment, qui peuvent être causées par des facteurs tels que l’absence des occupants, le ralentissement nocturne du chauffage ou une répartition inégale de la chaleur dans les différentes pièces.
Le facteur d’intermittence est utilisé pour ajuster les besoins en chauffage du bâtiment en fonction de ces baisses temporaires de température.
Plus le facteur d’intermittence est élevé, plus les besoins en chauffage du bâtiment seront importants pour compenser ces baisses temporaires de température.
Le facteur d’intermittence dépend de plusieurs paramètres tels que le type de bâtiment, le type de chauffage (divisé ou central), le type de régulation (par pièce ou non), l’équipement d’intermittence (absent, central sans minimum de température, etc.), le type d’émetteur (air soufflé, convecteurs, etc.), la présence d’un comptage et la hauteur moyenne sous plafond.
En résumé, l’intermittence est un facteur important dans les calculs car elle permet de prendre en compte les baisses temporaires de température dans le bâtiment et d’ajuster les besoins en chauffage en conséquence. Le facteur d’intermittence dépend de plusieurs paramètres liés au système de chauffage et à la configuration du bâtiment.
INT = IO / (1 + 0,1 x (G – 1))
où :
– INT représente le facteur d’intermittence ;
– IO représente les besoins réels de chauffage du bâtiment, exprimés en kWh/m².an ;
– G représente le rapport entre les besoins réels et les besoins théoriques de chauffage du bâtiment ;
G est calculé comme suit : G = GV / (Hsp x Sh), où GV représente les déperditions thermiques de l’enveloppe du bâtiment exprimées en W/K.m², Hsp représente la hauteur moyenne sous plafond du bâtiment exprimée en mètres et Sh représente la surface habitable du bâtiment exprimée en m².
Consommation annuelle de chauffage CCH
Cch représente la consommation annuelle de chauffage du bâtiment, exprimée en kWh PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur).
Le PCI est une mesure de la quantité d’énergie thermique produite par une unité de combustible lorsqu’il est brûlé.
Cch est l’un des paramètres utilisés pour calculer la performance énergétique du bâtiment dans le cadre du Diagnostic de Performance Énergétique (DPE).
Il est calculé à partir des déperditions thermiques de l’enveloppe du bâtiment (GV), du facteur d’intermittence (INT) et de l’inverse du rendement de l’installation (Ich), selon la formule suivante :
Cch = GV / (INT x Ich)
où :
– GV représente les déperditions thermiques de l’enveloppe du bâtiment exprimées en W/K.m² ;
– INT représente le facteur d’intermittence ;
– Ich représente l’inverse du rendement de l’installation, qui prend en compte les pertes énergétiques liées à la production, à la distribution et à la régulation de la chaleur.
Consommation annuelle de froid du bâtiment Cref
La consommation de froid est calculée pour un comportement conventionnel (consigne de refroidissement à 28°C) et pour un comportement dépensier (consigne de refroidissement à 26°C).
La méthode de calcul pour déterminer la consommation annuelle de froid est la même pour les deux comportements.
Elle prend en compte les besoins en froid du bâtiment, le facteur d’intermittence et l’inverse du rendement de l’installation.
Le calcul de Cref est effectué à partir des besoins en froid du bâtiment (Bf), du facteur d’intermittence (INT) et de l’inverse du rendement de l’installation (Ich), selon la formule suivante :
Cref = Bf / (INT x Ich)
où :
– Bf représente les besoins annuels en froid du bâtiment, exprimés en kWh ;
– INT représente le facteur d’intermittence ;
– Ich représente l’inverse du rendement de l’installation, qui prend en compte les pertes énergétiques liées à la production, à la distribution et à la régulation du froid.
Besoins en énergie primaire totale
Les consommations annuelles de chauffage (Cch) et de froid (Cref) sont utilisées pour déterminer la performance énergétique du bâtiment dans le cadre du Diagnostic de Performance Énergétique (DPE).
Plus précisément, Cch intervient dans le calcul du besoin en énergie primaire non renouvelable (Bep), qui est donné par la formule suivante : Bep = Cch x Ep
où :
– Ep représente le coefficient d’énergie primaire non renouvelable associé à l’énergie utilisée pour le chauffage.
De même, Cref intervient dans le calcul du besoin en énergie primaire non renouvelable pour la production de froid (Bef), qui est donné par la formule suivante :
Bef = Cref x Ef
où :
– Ef représente le coefficient d’énergie primaire non renouvelable associé à l’énergie utilisée pour la production de froid.
Les besoins en énergie primaire non renouvelable sont ensuite utilisés pour déterminer les classes de performance énergétique du bâtiment, qui vont de A à G. La classe A correspond à une consommation d’énergie très faible, tandis que la classe G correspond à une consommation d’énergie très élevée.
On calcule d’abord le besoin en énergie primaire totale (Bep + Bef), qui est exprimé en kWhEP/m².an.
Ensuite, on compare ce besoin en énergie primaire totale à une valeur de référence, qui dépend de la zone climatique dans laquelle se trouve le bâtiment.
Si le besoin en énergie primaire totale est inférieur ou égal à la valeur de référence, le bâtiment est classé dans une classe de performance énergétique allant de A à D.
Si le besoin en énergie primaire totale est supérieur à la valeur de référence, le bâtiment est classé dans une classe de performance énergétique allant de E à G.
Par exemple, pour un bâtiment situé en zone H1a (zone climatique chaude), la valeur de référence pour le besoin en énergie primaire totale est fixée à 80 kWhEP/m².an. Si le besoin en énergie primaire totale calculé pour ce bâtiment est inférieur ou égal à 80 kWhEP/m².an, il sera classé dans une classe allant de A à D. S’il est supérieur à 80 kWhEP/m².an, il sera classé dans une classe allant de E à G. En résumé, les besoins en énergie primaire non renouvelable sont utilisés pour déterminer la consommation d’énergie du bâtiment et pour le classer dans une classe de performance énergétique allant de A à G, en fonction de son besoin en énergie primaire totale par rapport à une valeur de référence.
Calcul de la consommation d’ECS (Eau Chaude Sanitaire) (Cecs)
Le calcul des consommations d’ECS (Eau Chaude Sanitaire) dépend du système de production d’ECS utilisé dans le bâtiment.
Si le système de production d’ECS est collectif, les consommations d’ECS sont calculées à partir du besoin d’ECS de l’immeuble et des caractéristiques de l’installation collective considérée.
Le besoin d’ECS de l’immeuble est obtenu en multipliant le besoin d’ECS par logement par le nombre de logements dans l’immeuble.
Si le système de production d’ECS est individuel, les consommations d’ECS sont calculées à partir du besoin d’ECS de l’appartement « moyen. Le besoin d’ECS de l’appartement « moyen » est obtenu en multipliant le besoin d’ECS de l’immeuble par le rapport entre la surface habitable de l’appartement « moyen » et celle de l’immeuble, ce qui revient à diviser le besoin d’ECS de l’immeuble par le nombre de logements dans l’immeuble.
Le besoin en ECS est lui-même calculé à partir des caractéristiques du bâtiment (surface habitable, nombre et type d’occupants, etc.) et des usages (douches, lavabos, baignoires, etc.).
Il n’y a pas de formule unique pour calculer les besoins en Eau Chaude Sanitaire (ECS) d’un bâtiment, car cela dépend des caractéristiques du bâtiment et des usages.
Cependant, la norme NF EN 12831-3 fournit une méthode de calcul pour déterminer les besoins en ECS. Cette méthode de calcul prend en compte plusieurs paramètres, tels que la surface habitable du bâtiment, le nombre et le type d’occupants, les équipements sanitaires (douches, lavabos, baignoires, etc.), la température de l’eau chaude souhaitée et le temps de stockage de l’eau chaude. En général, le besoin en ECS est exprimé en litres par jour ou par personne.
Pour un bâtiment collectif, le besoin en ECS est multiplié par le nombre de logements dans l’immeuble pour obtenir le besoin total en ECS. Il convient également de noter que la méthode de calcul des consommations d’ECS dépend du système de production d’ECS utilisé dans le bâtiment (collectif ou individuel).
Caux Ch (consommation des auxiliaires)
Caux_ch est la consommation des auxiliaires des installations de.
Les auxiliaires de chauffage comprennent les équipements tels que les pompes, les vannes, les régulateurs, etc., qui sont nécessaires pour faire fonctionner l’installation de chauffage.
La consommation des auxiliaires de chauffage est calculée en additionnant la consommation des auxiliaires de génération et la consommation des auxiliaires de distribution.
La consommation des auxiliaires est prise en compte dans le calcul du besoin en énergie primaire non renouvelable (Bep) pour le chauffage, qui est utilisé pour déterminer la performance énergétique du bâtiment dans le cadre du DPE.
Consommation d’éclairage conventionnelle CECL
La consommation d’éclairage conventionnelle est une valeur forfaitaire utilisée pour calculer la consommation d’énergie liée à l’éclairage dans les bâtiments d’habitation.
La valeur conventionnelle de la puissance d’éclairage est prise égale à 1,4 W/m².
La consommation d’éclairage conventionnelle (Cecl) est calculée en multipliant cette valeur par la surface habitable du logement et par un coefficient correspondant au taux d’utilisation de l’éclairage en l’absence d’éclairage naturel.
Le coefficient C correspond au taux d’utilisation de l’éclairage en l’absence d’éclairage naturel et prend une valeur de 0,9 pour une commande de l’éclairage par interrupteur (considéré dans les logements).
Il convient également de noter que la consommation liée à l’éclairage est prise en compte dans le calcul du besoin en énergie primaire non renouvelable (Bep) pour les usages autres que le chauffage, qui est utilisé pour déterminer le DPE.
Les pertes énergétiques (PE)
Les pertes énergétiques (PE) sont calculées en prenant en compte les déperditions thermiques de l’enveloppe du bâtiment (murs, toiture, fenêtres) ainsi que les pertes liées aux systèmes de ventilation.
Pour calculer les pertes énergétiques liées à l’enveloppe du bâtiment, on utilise la formule suivante : PE = BV x (1 – Ubat x SHONRT)
Avec :
– BV : besoins de chauffage et de refroidissement
– Ubat : coefficient de transmission thermique global de l’enveloppe du bâtiment
– SHONRT : surface hors œuvre nette des parois opaques et des planchers bas
Pour calculer les pertes énergétiques liées aux systèmes de ventilation, on utilise la formule suivante : PE = VMC x Cep
Avec :
– VMC : débit d’air extrait par la ventilation mécanique contrôlée (VMC)
– Cep : coefficient d’échange thermique entre l’air extrait et l’air neuf Le coefficient d’échange thermique dépend du type de VMC utilisé (simple flux, double flux, etc.) et est défini par la réglementation.
Consommation de référence pour le refroidissement Nref
Nref est le niveau de consommation de référence pour le refroidissement.
Il s’agit d’une valeur qui permet de comparer la consommation d’énergie liée au refroidissement d’un bâtiment à une consommation de référence.
Le niveau de consommation de référence pour le refroidissement dépend de la température de consigne du refroidissement et du comportement des occupants du bâtiment.
Deux niveaux sont définis : Nref (28°C) pour une consigne de refroidissement à 28°C (comportement conventionnel) et Nref (26°C) pour une consigne de refroidissement à 26°C (comportement dépensier).
Le niveau Nref est évalué sur une année complète, en prenant en compte les apports solaires sur chaque mois pendant la période de refroidissement.
Il convient également de noter que la consommation liée au refroidissement est prise en compte dans le calcul du besoin en énergie primaire non renouvelable (Bep) pour les usages autres que le chauffage, qui est utilisé pour déterminer le DPE.
Zones climatiques
Il y a 8 zones climatiques.
H1a, H1b, H1c, H2a, H2b, H2c, H2d et H3. Ces zones climatiques sont définies en fonction de plusieurs paramètres tels que la température extérieure moyenne annuelle, l’amplitude thermique diurne et saisonnière, l’ensoleillement et la pluviométrie.
Comment au final se calcule le DPE ?
L’attribution de l’étiquette énergie se fait en fonction de la consommation d’énergie primaire du bâtiment, exprimée en kWhEP/m².an (kilowattheures d’énergie primaire par mètre carré et par an).
Une fois que la consommation d’énergie primaire a été calculée, elle est comparée à une valeur de référence qui dépend de la zone climatique dans laquelle se trouve le bâtiment.
Cette valeur de référence est appelée « consommation conventionnelle » et elle représente la consommation d’un bâtiment « standard » de même type et de même surface habitable que le bâtiment étudié. En fonction du rapport entre la consommation d’énergie primaire du bâtiment et sa consommation conventionnelle, une étiquette énergie est attribuée selon l’échelle suivante :
– A : moins de 50 kWhEP/m².an
– B : entre 51 et 90 kWhEP/m².an
– C : entre 91 et 150 kWhEP/m².an
– D : entre 151 et 230 kWhEP/m².an
– E : entre 231 et 330 kWhEP/m².an
– F : entre 331 et 450 kWhEP/m².an
– G : plus de 450 kWhEP/m².an
Cette échelle peut varier en fonction des réglementations locales ou nationales.
Le calcul :
1. Calcul des besoins de chauffage et de refroidissement : BV
2. Calcul des consommations liées aux équipements : CECs (consommations d’énergie conventionnelle) sont calculées en fonction des équipements de chauffage, de refroidissement, d’éclairage et autres usages (appareils électriques, etc.).
3. Calcul des pertes énergétiques : PE (pertes énergétiques) sont prises en compte pour l’enveloppe du bâtiment (murs, toiture, fenêtres) ainsi que pour les systèmes de ventilation.
4. Conversion en énergie primaire : toutes les consommations sont converties en énergie primaire en utilisant des coefficients de conversion qui prennent en compte l’ensemble du cycle énergétique (production, transport et distribution). Ces coefficients sont spécifiques à chaque source d’énergie (électricité, gaz naturel, fioul domestique) et sont définis par la réglementation.
5. Somme des consommations : toutes les consommations d’énergie primaire sont sommées pour obtenir la consommation d’énergie primaire totale du bâtiment exprimée en kWhEP/m².an.