Les paramètres qui déterminent le besoin de chauffage dans votre école sont multiples : La volumétrie des bâtiments, l’orientation, la composition des façades, l’étanchéité à l’air, ainsi que les habitudes des occupants (quelle température de consigne dans les locaux)
Les actions principales permettant de réduire le besoin de chaleur sont :
- Isoler la toiture
- Améliorer la performance des fenêtres
- Isoler les façades
- Installer une récupération de chaleur sur la ventilation
L’impact de ces actions variera d’un cas à l’autre, en fonction des autres paramètres. Cependant, certaines conclusions peuvent être tirées de simulations dynamiques réalisées pour de nombreuses variantes.
Le graphe montre des pentes décrivant l’évolution du besoin de chauffage en fonction des différents paramètres. Plus la pente est raide, plus le passage d’un niveau de performance à un autre (1 – 2 – 3 – 4) est efficace pour réduire le besoin de chauffage.
L’isolation de la toiture
Modèle sur lequel la simulation des différentes variantes a été réalisée, à l’aide du logiciel Energy+ (ici, 50% de fenêtres, orientation Est des classes).
C'est, pour ce cas-ci, l’intervention la plus efficace. Ceci est partiellement dû à la grande surface de toiture par m² au sol. Le graphe montre également que l’isolation de la toiture au-delà d’un U de 0.24 W/m².K n’a qu’un faible effet sur le besoin de chauffage. Il n’est donc probablement pas rentable d’aller au-delà de cette performance réglementaire.
Le graphe ci-contre, montrant l’impact du passage d’une toiture non isolée (1) à une toiture isolée (2) pour deux types de bâtiment, n’ayant pas du tout la même volumétrie. L’isolation de la toiture reste une mesure efficace, mais de manière moins spectaculaire
L’amélioration de la performance des fenêtres
L’amélioration de la performance des fenêtres permet non seulement de réduire les déperditions thermiques à travers les fenêtres, mais aussi de diminuer le rayonnement froid ressenti par les élèves à proximité des vitrages. Ce dernier phénomène a un effet sur la température ressentie par les occupants et permet donc d’améliorer leur confort, ou, à confort équivalent, de diminuer la température de consigne, et donc le besoin de chaleur.
type 1
type 2
Le graphe ci-contre permet de visualiser l’effet du passage du simple au double et au triple vitrage pour un cas précis. Il dépend logiquement fortement de la proportion de façade constituée de fenêtres (ici, les cas de façades constituées de 20% de fenêtres et de 50% de fenêtres ont été simulés). La pente qui représente l’effet de l’amélioration reste assez faible dans le cas d’une façade faiblement vitrée (20% de fenêtres) mais devient plus forte quand la proportion de fenêtres augmente (50% de fenêtres).
Le graphe illustre très clairement le bilan positif des fenêtres pour le besoin de chaleur quand elles sont performantes (double vitrage). Ceci est dû au fait que l’occupation des écoles a lieu quasi uniquement pendant la journée, et que les fenêtres sont donc source de gains solaires. Cette conclusion ne doit pas mener un surdimensionnement des surfaces vitrées, pour plusieurs raisons :
- Les simulations ne considèrent pas d’ombrages (arbres, bâtiments voisins, préaux, …), les gains solaires de votre école seront donc probablement moins importants
- Les gains solaires sont source de risque de surchauffe, il est donc essentiel de les limiter, ou de pouvoir s’en protéger.
Si une modification des ouvertures de l’école est envisagée, les critères déterminants pour leur bon dimensionnement sont l’éclairage naturel, le risque de surchauffe, le coût, les vues, plus que le besoin de chauffage.
Le graphe montre également le peu d’impact d’un passage au triple vitrage et aux fenêtres passives. Cet investissement est donc inutile.
L’installation d’un système de ventilation double flux avec une récupération de chaleur.
Le graphe montre que cette intervention permet une réduction intéressante des besoins de chaleur.
L’effet de cette récupération de chaleur sera d’autant plus important que
- La densité d’occupation des classes est importante (débit de ventilation important / m² au sol)
- L’étanchéité à l’air du bâtiment est performante (récupération effective de la chaleur)
- Le bâtiment sera peu performant (dans les bâtiments très performants, le besoin de chaleur dans les classes est faible pendant la période d’occupation, la chaleur récupérée ne peut donc pas toujours être valorisée)