Maison zéro consommation : Mode d`emploi
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1. viter les parts escarp es saillies d crochements et l ments de prise au vent importante car ils se comportent comme des ailettes faisant tourbillonner le vent et augmentant les changes thermiques avec l ext rieur to Chapitre Conception Choix des mat riaux Chapitre Conception Choix des mat riaux O Toit La toiture ne peut isoler directement surtout en sachant que nous utilisons des panneaux solaires photovoltaigues en lieu et place de tuiles Il est donc important d apporter une isolation suppl mentaire Etant donn que par convection la chaleur va stagner naturellement au niveau des plafonds cette interface int rieur ext rieur est la plus importante Les pr conisations de l ADEME demandent installation d isolation afin d obtenir une r sistance sup rieure 5 5 Afin d obtenir l effet voulu nous utiliserons une r sistance thermique de 8 m K W Isolant Epaisseur minimale Laine de verre 32 cm Verre cellulaire 40 cm 36 cm Flocons de cellulose 32 cm Panneaux de cellulose 32 cm 34 cm Laine de bois Rigide 30 cm Laine de chanvre 36 cm Laine de lin 30 cm Laine de mouton 32 cm Plume de canard 36 cm Fibre de coco 36 cm Polystyr ne expans TH38 30 cm Les tubes de VMC ventuellement de chauffage et de circulation de chauffe eau electrosolaire doivent tre install s entre Visolant et le plafond afin de limiter les pertes nerg tiques de ces circulations d nergie Le toit2. d liminer les probl mes indiqu s ci dessus En premier lieu il faut calculer la surface minimum vitr e pour que l clairage naturel suffise obtenir une luminosit confortable l int rieur Cette surface doit repr senter 20 de la surface au sol en sachant que si la pi ce est rectangulaire la surface vitr e doit se situer sur le grand c t du rectangle afin d viter les zones sombres Au cas o il faille absolument installer les fen tres sur le petit c t du rectangle la surface vitr e devra atteindre 25 dans les zones H2 et H3 et 28 dans les zones H1 Attention lors du choix des fen tres la surface vitr e ne repr sente que 70 80 de la surface de la fen tre x Ensuite vient le choix des fen tres proprement parler le simple vitrage est bien s r x proscrire de m me que les fen tres avec un second vitrage rajout sur le premier Il est pr f rable de choisir des structures PVC ou bois car les structures aluminium certes plus solides et r sistantes dans le temps sont plus conductrices nerg tiquement et provoquent donc des pertes nerg tiques Cependant certaines structures aluminium contiennent des couches isolantes permettant d obtenir des r sultats identiques qu avec une structure bois ou PVC pour les reconnaitre c est tr s simple elles sont lab lis es Acotherm La reglementation actuelle pr voit des vitres double vitrage mais ce n est pas suffisant si Von veut
3. haute temp rature il est pr f rable d installer doit une double porte technique fr quemment utilis e dans les pays nordiques ou du nord de l Am rique ou un sas avec tous les risques pour la maniabilit des meubles que cela pose Il est possible aussi d opter pour une solution d entr e double une porte donnant sur une entr e avec une double porte pour l hiver et une porte fen tre pour l t Dans le cas pr sent la porte pourrait tre install e c t sud et la porte fen tre a l est ceci afin de ne pas chauffer ou refroidir l espace int rieur inutilement Attention pr voir un calcul des masques c est dire de limiter au maximum la part de rayonnement solaire masqu par un autre b ti Il est pr f rable d avoir un acc s direct au Soleil au niveau des fa ades ouest et sud ainsi qu au niveau du toit S il existe un mur particuli rement soumis aux conditions ext rieures vent arriv e de froid due aux autres b timents air chaud en t il est pr f rable de disposer sur cette fa ade uniquement des pi ces ayant un plus faible cart thermique avec l ext rieur garage N Chapitre Conception Distribution des pi ces Conception Choix des mat riaux Le choix des mat riaux est la premi re tape principale de la conception d une maison nerg tiquement neutre Il faut prendre en compte de nombreux param tres afin de faire le choix le plus appropri pour la construction que l
4. l entr e d air pour la sortie d air des bouches hydro r gulantes permettent d optimiser la ventilation sans intervention humaine Les ouvertures fen tres et portes ne doivent pas avoir d entr e d air int gr e si c est le cas il est possible de les boucher avec une ligne de mastic silicone Installation du puits canadien Le puits canadien doit tre install en suivant des pr conisations pr cises sous peine de ne pas fonctionner correctement voire de poser des probl mes ult rieurs d hygiene 1 Choisir la section de tube Le ou les tubes du puits canadien doivent pouvoir fournir au moins 15 de plus d air que ce que la VMC fait circuler dans la maison L efficacit du syst me d pend de la longueur de tube de la vitesse de l air l int rieur du tube et du diam tre de ce dernier A la vue des courbes ci dessous l id al est d utiliser un tube de 200 mm avec une vitesse d air de 0 7m s ce qui permet de n utiliser des tubes que de 12 metres pour obtenir un rendement de 70 suffisant pour ce genre d installation D 500 mm Chapitre Conception VMC UT
5. obtenir une perte d nergie minimum L id al est de choisir des vitres avec une lame d argon ou autre gaz inerte entre les deux vitres et des vitres de 6mm au minimum ou mieux encore des vitres ITR ou VIR dont les surfaces int rieures des vitres sont recouvertes de couches m talliques Il est possible d aller plus loin en s lectionnant des ouvertures en fonction de leur pouvoir isolant Ce dernier est donn en W m2 K C est dire le nombre de Kilowatts d pens s par l ouverture par m d ouverture et par diff rence de temp rature entre l ext rieur et l int rieur cette derni re donn e est affich e en Kelvin mais puisqu il s agit d une diff rence de temp rature dont il s agit on peut aussi trouver cette donn e en W m C les deux valeurs tant identiques Vu que ce pouvoir isolant est indiqu en nergie perdue il doit tre le plus bas pa Chapitre Conception Choix des portes et fen tres Chapitre Conception Choix des portes et fen tres N possible Il fait 6tre particulierement attentif sur le fait que d une part il existe actuellement deux normes accept es pour le calcul le Ug qui est le pouvoir isolant de la vitre uniquement et le Uw qui concerne l ouverture compl te vitres structure profile joints Une valeur id ale se situe aux alentours de Uw 0 75 0 85W m K mais lorsque l habitation est situ e dans une zone o la diff rence de temp rature int rieur ext r
6. on d sire r aliser D un point de vue g n ral il est pr f rable en terme financier et de gain d espace int rieur de privil gier des mat riaux naturellement isolants plut t que d isoler une maison tr s conductrice de l nergie thermique R sistance Thermique principe de base Les mat riaux ne r agissent pas tous de la m me mani re face a une diff rence de temp rature Si certains mat riaux se comportent en parfaits isolants d autres au contraire laissent transiter la chaleur d un c t l autre Pour chaque mat riau il existe une r sistance thermique qui est indice permettant de calculer les pertes La r sistance se calcule comme suite R e A S avec R R sistance thermique E Epaisseur du mat riau A Coefficient de conductivit du mat riau S Surface de mat riau Cette r sistance thermique n est pas simple utiliser dans les calculs nous utiliserons donc son inverse qui est la perte nerg tique Utilisation de murs naturels Le vent est vecteur de nombreuses pertes nerg tiques car il apporte de air neuf autour du logement en permanence ce qui favorise les changes thermiques avec le milieu ext rieur Il est pr f rable donc de limiter impact du vent en installant des arbres sur le trajet du vent dominant O0 Chapitre Conception Choix des mat riaux Utilisation du rayonnement r fl chi Il est int ressant de r cup rer le rayonnement ou du moins une parti
7. Choisir l quipement climatique chauffage eau chaude sanitaire Choisir et mettre en place l quipement int rieur D terminer des pr conisations d emploi a destination des utilisateurs UI Chapitre Introduction O Chapitre Conception Distribution des pi ces Conception Distribution des pi ces l id al dans un projet de maison neutre est de profiter au maximum des nergies fournies par le milieu ext rieur et ne n cessitant pas d quipements pour les r colter la principale nergie r cup rable est l nergie solaire Quel que soit le lieu d habitation en France la m thode a utiliser est la m me il faut maximiser l nergie re ue par la maison de mani re passive Pour ce faire il faut rechercher la meilleure position de la maison ainsi que des pi ces l int rieur de cette derni re afin d avoir la maximum d entr es d nergie tout en en perdant le moins possible Il faudra donc permettre dans la mesure du possible une exposition sud ou sud ouest aux pi ces suivantes Salon Salle a manger si elle est utilis e le midi ou en d but de soir e Bureau Chambre des enfants Salle de jeux Par contre d autres pi ces sont pr f rablement install es face au nord ou au nord est Chambres pour leur utilisation essentiellement nocturne l nergie solaire de la journ e ne serait que de peu d int r t Cuisine Cette pi ce produit d ja beaucoup de chaleur inut
8. Maison Zero Consommation Mode d emploi uononponu 2nideu N Aur lian Laurent Bellou Bousselaire Illustrations Christelle Parade Maison z ro consommation Mode d emploi Les ditions du net 70 quai Dion Bouton 92800 Puteaux Chapitre Introduction uononpo ul ay deyo lt p Introduction Bienvenue dans le monde de nerg tiquement neutre Lorsque l on parle d un logement nerg tiquement neutre il ne s agit pas r ellement d une maison autonome bien que l on puisse penser le contraire mais il s agit d une maison dont la d pense nerg tique est neutre c est a dire que l nergie produite et l nergie d pens e se compensent sur une ann e Selon la r gion d habitation il est difficile voire impossible de se s parer totalement de l nergie fournie par les r seaux tels que EDF d une part car l nergie n est que difficilement conservable longue dur e et pour des puissances importantes et d autre part car certaines r gions vont nous permettre de produire beaucoup d nergie a une saison et tr s peu lors de la saison suivante ce qui n cessite globalement un change avec les r seaux L important au final est d obtenir un bilan neutre la fin de l ann e ce qui permet de n avoir aucune nergie acheter tel ou tel prestataire mais aussi et surtout d avoir un bilan environnemental neutre La premi re question se poser avant de mettre en uvre un p
9. devra avoir une inclinaison de 40 c est Vinclinaison qui donne les meilleurs r sultats tant en terme d entrainement de la poussi re par les eaux de ruissellement qu en terme d inclinaison des rayons solaires pour obtenir les meilleurs r sultats avec les cellules photovoltaiques Dalles Il n existe quasiment aucun isolant de bonne qualit pour isoler la dalle pourtant cette isolation est indispensable surtout pour utiliser du plancher chauffant Id alement il faudrait une r sistance thermique de 4 La seule solution viable que j ai trouv e actuellement est d isoler sous la dalle avec une couche de polyur thane extrud de 8 cm avec 10 cm de chape liquide dessus De cette mani re on obtient une r sistance R 4 21 m2 K W Conception Choix des portes et fen tres Dans une maison a faible consommation d nergie il est important d avoir une surface vitr e importante car c est elle qui est le point d entr e de l nergie naturelle offerte par le terrain en effet les murs absorbent plus de 98 des rayonnements solaires surtout si l on fait le choix de murs en mat riaux tr s isolants Cependant augmenter la surface vitr e ne se fait pas sans risque de pertes nerg tiques lors des p riodes de faible ensoleillement et d apport trop important lors de la p riode estivale surtout dans les zones a fort ensoleillement Il existe cependant quelques r gles simples a mettre en ceuvre et permettant de limiter ou
10. e du rayonnement arrivant autour de la maison Aux abords imm diats un sol de couleur claire permettra une partie des rayons solaires de pouvoir rentrer par les ouvertures ou du moins de chauffer la face ext rieure des murs Murs La r sistance thermique minimale n cessaire pour obtenir de bons r sultats et 4 m W K soit 0 25 W m K de pertes Afin d obtenir ce r sultat sans avoir ajouter d isolant compl mentaire gain de place et limitation de l humidit dans les murs et surtout absence de pont thermique il faut donc utiliser l un des mat riaux suivants selon une paisseur d termin e Mat riau R en couche simple Epaisseur minimale Parpaing 0 19 21 couches Brique monomur 2 87 2 couches B ton cellulaire 37 5 3 13 2 couches Brique a isolation int gr e 5 1 couche Et nous serons au dela de la pr conisation Ossature bois Knauf 7 70 1 couche Bien au dela de la pr conisation Modules constructifs PSE 8 20 1 couche Polystyr ne expans haute densit b ton largeur 45cm Pour la mise en uvre des murs on veillera respecter des couleurs de peinture cr pis afin de permettre une meilleure utilisation de l nergie solaire pouvant chauffer naturellement les murs Blanc pour les zones PACA Corse Sud ouest Ton pierre ocre beige pour les autres zones Au niveau du parement il est pr f rable d utiliser du cr pi qui laissera humidit du mur s vacuer vers l ext rieur et d
11. en vont produire un air pulser dont la temp rature est proche de la temp rature int rieure il est donc int ressant de maintenir cette temp rature Les tube de VMC devront donc viter autant que possible d tre en contact avec le milieu ext rieur il est possible de les installer entre l isolation et le plafond ou encore l int rieur de certaines cloisons de cette mani re il n y aura pas de perte de rendement par pertes d nergie en faveur du milieu ext rieur Puisqu il n y a plus de d pression dans l habitation il est n cessaire d installer les bouches d entr e de VMC et de sortie de mani re bien renouveler la totalit de l air sans avoir a utiliser une vitesse de circulation d air importante ce qui provoquerai des nuisances sonores pour les usagers L id al est alors d installer les bouches d entr e et de sortie de plus loin possible de la porte de chaque pi ce sauf pour la cuisine pour laquelle il faut composer avec la hotte aspirante dont la chaleur peut tre r cup r e en hiver ne pas h siter a faire passer le tube d extraction cuisine a proximit imm diate voire fix sur le tube d vacuation de la hotte afin de pouvoir r cup rer ses calories en hiver et les r injecter dans l air entrant via F changeur En t lair extrait tant rejet directement l ext rieur ce surplus d air chaud ne sera pas un probl me Au niveau des bouches des bouches simples suffisent pour
12. es pi ces en aspiration pour la cuisine salle de bains WC et en pulsion pour les chambres salons bureaux Ce syst me n a pas un rendement thermique plus int ressant mais il est possible de l am liorer un peu en faisant passer les gaines de ventilation entrante c t des tubes de pompe chaleur par exemple mais le rendement reste faible entre 15 et 20 Ventilation double flux changeur thermique M me si cette technique n existe pas officiellement elle est facile r aliser partir de pi ces existantes Il suffit de cr er un changeur thermique air air partir d une caisse isolante bois recouvert d isolant par exemple et de faire circuler librement l air aspir dedans L air puls quand lui transite dans cet changeur l int rieur d un tube en inox ou mieux en cuivre afin de ne pas se m langer l air extrait De cette mani re le rendement augmente l g rement pour atteindre 45 55 W R Chapitre Conception VMC FA Chapitre Conception VMC R Ventilation double flux A changeur thermique r gulation et puits canadien Le principe de cette ventilation reprend celui de la ventilation double flux a changeur thermique et l am liore pour optimiser le fonctionnement de l changeur et ainsi am liorer le rendement Afin d optimiser les r sultats de changeur il est pr f rable que les temp ratures air entrant air sortant ne soient pas trop loign es Pour ce fai
13. ieur est faible on peut par mesure d conomie se limiter a une valeur proche de 0 95 ne jamais d passer 1W m K x Derni re chose prendre en compte installation des fen tres chose importante puisque c est ce niveau que l on va pouvoir s lectionner les rayonnements entrants pour ne conserver que ceux entrants durant les p riodes froides Il faut pour r aliser cette s lection r aliser une avanc e de toit ou installer une casquette au dessus de la fen tre permettant aux rayons tr s inclin s de l hiver d entrer directement alors que les rayons moins inclin s seront bloqu s par la Casquette Pour calculer la taille d avanc e a r aliser il suffit de suivre la figure ci dessous Angle d Inclinaison minimale des rayons pour entrer Angie Compter 25 environ au nord de la Loire et 28 au sud de la Loire Il est possible de pousser jusque 30 pour le midi La taille de la casquette est gale a Taille casquette Tangente de angle d inclinaison d sir distance entre le haut de la partie vitr e et la casquette Il est possible de remplacer la casquette par une avanc e de toit un petit auvent ou encore des stores opaques motoris dans ce cas pr voir un automatisme pour les rentrer automatiquement d s qu il y a du vent ou que le Soleil devient moins pr sent ce qui maximisera la luminosit Conception VMC La ventilation m canique est indispensable pour re
14. ile d en rajouter et de risquer de devoir installer une climatisation pour la saison chaude Garage D gagements Buanderie Bien s r ces param tres peuvent tre modifi s en fonction de l utilisation de chaque partie de la maison par les futurs occupants par exemple une salle a manger utilis e uniquement pour les repas de f te ne sera pas n cessairement install e au sud mais pourra b n ficier d une exposition ouest ce qui vitera une grosse d pense de chauffage pour une pi ce inoccup e Il est indispensable lors de la conception d viter les zones peu ou non chauff es entre deux zones a temp rature plus lev e il est donc pr f rable d viter par exemple d avoir un garage dont la porte entre de facon directe sur le salon Les d gagements sont aussi a viter au maximum d une part ce sont des zones d change thermique important un d gagement se comporte comme un tube caloporteur et d autre part il faudra les chauffer un minimum pour viter l apparition de zones humides chauffage dont l nergie sera d pens e en pure perte puisqu elle ne servira au confort d aucun des occupants Au lieu de ces zones a forte consommation d nergie il est pr f rable d installer des vestibules de distribution de faible volume ou au contraire un couloir qui soit une v ritable continuit du salon Un int r t tout particulier doit tre apport aux entr es si celle ci doit se faire dans une pi ce a
15. nouveler air dans habitat Cependant sa fonction d assainissement ne doit pas faire oublier qu elle est un gouffre nerg tique Il existe plusieurs types de VMC avec des performances tr s variables La VMC n tant pas un l ment constitutif passif il est impossible de calculer une r sistance thermique on parle alors de Energie restitu e au volume ventill rendement son calcul tant assez simple R Il ne faut pas Energie aspir e par la ventilation oublier qu en fonction de l appareil choisi il y a une d pense nerg tique de 25 a 40W pour la circulation de l air Les diff rences VMC utilisables dans I habitat sont les suivantes Ventilation simple flux Il s agit du syst me classique c est dire une ventilation motoris e aspire air vici dans les pi ces humides WC cuisine salle de bains et met ainsi l habitation dans une situation de d pression De l air ext rieur entre par les fen tres des pi ces vivre apportant de air neuf Cette ventilation a fait ses preuves mais au un rendement thermique horrible car proche de O Fair humide et chaud est remplac par de l air ext rieur froid en hiver et chaud en t Ce syst me est donc viter Ventilation double flux La ventilation double flux est compos e d un moteur entrainant deux turbines I une pour faire entrer de lair de l ext rieur et l autre pour faire sortir l air vici Des bouches sont alors install es dans toutes l
16. re on utilisera la capacit de r gulation naturelle du sol Le puits canadien est un tube de section identique a celui de la VMC et long de plusieurs m tres install au moins 40 cm sous la surface de la terre cet endroit la temp rature a une amplitude bien moindre qu a la surface Le montage ci dessous permet d obtenir un rendement proche de 80 aussi bien en hiver qu en t En t I changeur thermique n est pas utilis gr ce un jeu d lectrovannes ou en installant deux moteurs distincts pour la ventilation t et hiver et ce afin de ne pas r chauffer l air frais venant du puits canadien Pour viter tout oubli ou mauvaise manipulation il est possible de r guler les lectrovannes ou les moteurs distincts gr ce un simple thermostat d ambiance Hiver 20 Installation de la VMC La premi re tape dans l installation de la VMC est le choix du mat riel les circulateurs de fluide air sont pour la plupart quivalents en termes de consommation Il faudra cependant pr voir un appareil relativement silencieux pour l entr e d air car l air entrant est un bon conducteur du bruit produit par le moteur ou les pales En termes de volume d air chang celui ci doit permettre de remplacer la totalit de l air ambiant de la maison en 4 heures et le volume d air entrant doit bien s r tre gal au volume sortant Les syst mes double flux et changeur ou double flux changeur et puits canadi
17. rojet d habitat neutre est Pourquoi ce projet Les r ponses viennent vite et donnent du courage pour la suite de la mise en uvre L humanit a un impact tr s n gatif sur l environnement la plupart des habitats ont un impact environnemental assez facile rep rer r chauffement en ville d la pollution et aux chauffages r chauffement climatique global d aux gaz a effet de serre L nergie devient de plus en plus ch re surtout l nergie issue d l ments fossiles en effet les r serves sont toujours plus dures trouver et ch res extraire le baril de p trole brut atteint des records chaque cotation en bourse D ici 25 ans 30 pour les plus optimistes il faudra se passer du fuel de essence du gazole et m me peut tre du gaz ces carburants mettant plusieurs millions d ann es se produire et les r serves tant vou es disparaitre dans ce laps de temps Cette disparition des nergies fossiles risque de faire monter en fl che le prix des autres carburants que sont le bois et le charbon Dans la mise en uvre d un projet d habitat nerg tiquement neutre il y a diff rentes tapes respecter Effectuer des choix structurels pour la construction position sur le terrain position des pi ces dans l habitation mat riaux isolation Rep rer les nergies renouvelables pr sentes sur le terrain et la capacit a les utiliser moindre co t Solaire g othermie air
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