Simulation thermique dynamique

Afin d'analyser le comportement d'un bâtiment et d'optimiser ses consommations énergétiques, le bureau d'études AXONE a recours à l'utilisation de la simulation thermique dynamique STD.

 

Qu'est ce qu'une STD ?

La STD Simulation Thermique Dynamique, permet d'étudier en phase conception, l'ensemble des problèmes liés à la thermique d'un bâtiment (confort, performance énergétique, comportement) et de simuler plusieurs configurations ou variantes.

 

Pour cela, les logiciels de calcul utilisent des bases météo se rapprochant le plus possible du site étudié et intègrent des simulations à pas horaire des paramètres météo et des scénarios d'occupation des locaux.

 

Objectifs d'une STD

L'objectif majeur de la STD n'est pas seulement d'effectuer un constat mais de proposer des pistes de réflexions et d'optimisations en termes de confort et de consommations énergétiques.

 

Chaque solution proposée permet de visualiser l'impact sur la consommation énergétique, par conséquent c'est également un outil d'aide à décision pour les maîtres d'ouvrages et les collectivités.

 

A titre d'exemple, nous pouvons analyser le nombre d'heures dépassant une température de consigne pour le confort d'été, selon une année standard. Cette analyse permet d'une part de visualiser le comportement du bâtiment et d'autre part d'aiguiller les solutions possibles d'améliorations. Pour remédier à ces surchauffes, les variantes étudiées sont principalement les suivantes :

  • Modification des matériaux utilisés pour augmenter l'inertie du bâti,
  • Mise en place d'un by-pass de l'échangeur de la centrale double flux
  • Intégration de masques, brise soleil,
  • Optimisation de la surface vitrée et de sa répartition selon les différentes façades
  • Installation d'un puits canadien

 

Paramètres de saisie et résultats

Paramètres de saisie

 

La simulation thermique dynamique prend en compte un nombre importants de paramètres et de scénarios, les plus représentatifs sont définis ci-dessous :

  • Performances des matériaux : résistance thermique, inertie,...
  • Performances thermo-lumineuses des menuiseries : facteur solaire, protections solaires, masques
  • Site le plus proche du projet afin d'obtenir les conditions météorologiques qui se rapprochent le plus de la réalité
  • Saisie de chaque local et de l'orientation
  • Scénarios de fonctionnement du bâtiment : scénarios d'occupation, scénarios de ventilation, scénarios des modes réduit et confort en chauffage
  • Apports internes (équipements informatiques, nombre de personnes, éclairage, équipements divers susceptibles de dissiper de la chaleur dans l'ambiance)
  • Description et performances des systèmes de production de chauffage, d'eau chaude sanitaire, de ventilation,...

 

Résultats

 

La Simulation thermique dynamique permet d'obtenir les résultats suivants :

  • Evolution des températures : heure par heure, pour chaque zone du bâtiment,
  • Puissance de chauffage ou de froid nécessaire,
  • Consommations annuelles du bâtiment.

L'outil STD génére également les résulats sous la forme suivante :

  • Courbes de température,
  • Diagramme de Sankey mettant en évidence les déperditions et les apports propres au bâtiment,
  • Modélisation 3D du bâti.