3. Réduction de la tempéra- tempéra-ture de l’eau de
3.11 Automation du bâtiment
] La planification d’un système GTB qui contribue de manière significative à une bonne efficacité énergétique du bâtiment.
]
] L’estimation de l’efficacité des installa-tions techniques à différents degrés d’au-tomation.
C’est l’exploitation des installations tech-niques en fonction des besoins et des pré-sences qui économise de l’énergie, par exemple en faisant fonctionner l’éclairage et la ventilation uniquement lors de la pré-sence d’utilisateurs. La chaleur et le froid doivent également être fournis dans les locaux en fonction des besoins.
3.11 Automation du bâtiment
L’automation du bâtiment englobe tous les dispositifs pour la commande, la régu-lation, la surveillance et l’optimisation des installations techniques du bâtiment. L’en-semble de ces dispositifs est appelé système(s) de gestion technique du bâti-ment (SGTB). La GTB fait converger les dif-férents corps de métier et pour cette rai-son elle joue un rôle prépondérant dans une OéE [8].
La GTB assure que les différentes installa-tions agissent de concert et soient exploi-tées en fonction des besoins. Un monito-rage technique permet par ailleurs la transparence quant aux mesures d’optimi-sation et au contrôle des résultats des mesures OéE. Les solutions IoT (Internet of Things) sont de plus en plus utilisées. Elles exploitent encore davantage le potentiel d’optimisation et rendent possibles de nouvelles applications dans le bâtiment. Le terme IoT désigne de façon générale la mise en réseau d’objets physiques, entre eux et avec Internet, par exemple la saisie sans fil de la qualité du confort d’un local et le suivi automatique de son optimisa-tion. Il est probable qu’à l’avenir des sys-tèmes d’automation optimisent de ma-nière autonome les paramètres de
fonc-Saisie et transmission des données
de mesure Contrôle de plausibilité
Analyse des données
Visualisation
Analyse comparative (benchmarking) Évaluation
finale Interprétation
Recomman-dations
Optimisation de l’exploitation Illustration 3.48:
Le monitorage technique sert au contrôle de résultat d’une OéE. Les étapes du monito-rage technique (de
la saisie des don-nées de mesure jusqu’à l’évaluation finale) sont mises en évidence par des couleurs. Les étapes ultérieures de l’OéE sont sur fond gris.
(Source: Haute école spécialisée de Lucerne) Olivier Steiger
photovoltaïque, l’électricité des communs, les flux de chaleur pour le chauffage et l’eau chaude. Le monitorage technique surveille en outre les modes et états de fonctionnement des installations essen-tielles, telles que la RC ou encore l’utilisa-tion des rejets de chaleur. Le monitorage technique permet de contrôler les résultats des mesures OéE. Il fournit en outre une base solide pour des étapes d’optimisation supplémentaires.
Le processus du monitorage technique peut être divisé en différentes étapes (illus-tration 3.48) [11]. Tout d’abord, les don-nées sont mesurées à l’aide de sondes.
Chaque sonde doit être adaptée aux me-sures à effectuer et installée dans les règles de l’art. La transmission des données peut se faire par différents canaux, par exemple via un réseau local, des réseaux sans fil ou un cloud.
La plausibilité des données obtenues doit ensuite être vérifiée. Les données invalides sont identifiées et supprimées ou corri-gées. L’analyse ultérieure des données est l’élément central du monitorage. Elle sert à reconnaître les influences et corrélations déterminantes dans les données. À cette fin, des méthodes statistiques (moyenne, analyse de la régression ou de la variance) et stochastiques (détection des valeurs ir-réalistes, analyse par regroupement) sont utilisées. La visualisation doit ensuite four-nir un aperçu concis des indicateurs les plus importants (par exemple, les consom-mations d’énergie). Les résultats de l’ana-lyse des données sont souvent comparés aux valeurs de planification ou à des va-leurs de référence d’autres installations. Il est ainsi possible de donner en peu de temps des informations sur l’état de fonc-tionnement des installations surveillées.
L’évaluation finale résume les résultats de l’analyse des données et de l’analyse com-parative aux valeurs de référence.
Solutions IoT pour l’OéE
La GTB permet de surveiller et d’optimiser des systèmes techniques du bâtiment au niveau énergétique. Cependant, les solu-tions standards sont souvent complexes et rigides, en partie à cause de la technologie Les effets d’économie d’énergie des
sys-tèmes GTB peuvent encore être renforcés en tenant compte de l’interaction des diffé-rents systèmes – on parle alors de GTB inté-grale. Pour donner un exemple, l’incidence de la lumière du jour dans le bâtiment peut être commandée par des dispositifs de pro-tection solaire automatiques. Une telle ré-gulation est utile pour soutenir les systèmes d’éclairage, de chauffage et de rafraichisse-ment. Le tableau 3.10 résume une sélection de fonctions GTB influençant l’efficacité énergétique des bâtiments.
Contrôle des résultats par monito-rage technique
Le monitorage technique comprend la sai-sie de la consommation d’énergie et des autres consommations des réseaux d’ap-provisionnement ainsi que l’état des instal-lations dans le bâtiment [10]. Il est utilisé pour déterminer et représenter les flux d’énergie, par exemple la consommation électrique d’une pompe à chaleur, la pro-duction d’électricité d’une installation
Systèmes de gestion de l’énergie (SGE)
Outre l’OéE, les énergies renouvelables sur le marché de l’électricité et la consommation accrue d’électricité pro-duite sur site (autoconsommation) gagnent en importance. L’objectif est d’utiliser au maximum les énergies re-nouvelables et parallèlement de réduire au maximum la charge sur le réseau de distribution.
Les SGE font partie des solutions tech-niques pour y parvenir. Ils mesurent les flux d’énergie dans le bâtiment, tels que la production d’électricité de l’ins-tallation PV, la consommation élec-trique des principaux consommateurs (mobilité électrique, pompes à chaleur, appareils électroménagers) et l’injection dans le réseau de distribution. Afin d’injecter le moins possible d’électricité issue de production propre dans le ré-seau, certains consommateurs sont en-clenchés lorsque la production est excé-dentaire. L’énergie excédentaire peut aussi être stockée thermiquement ou dans une batterie.
Tableau 3.10: Fonctions GTB qui influencent l’efficacité énergétique des bâtiments (sélection). (Source: EN 15232-1)
Variante conventionnelle Variante énergétiquement très efficace Régulation du mode de chauffage et de refroidissement
Régulation de l’émission Régulation séparée des locaux par vannes thermostatiques ou régulateur électro-nique
Régulation séparée des locaux avec communication entre dispositifs de régulation et système GTB;
régulation basée sur la présence Régulation de la température
d’eau chaude/d’eau froide dans le réseau de distribution
Régulation en fonction des conditions cli-matiques
Régulation en fonction des besoins, p. ex. sur la base de la valeur de réglage de la température inté-rieure
Verrouillage entre la régulation côté chauffage et côté refroidisse-ment de l’émission et/ou de la dis-tribution
Aucun verrouillage Verrouillage complet: il est assuré au moyen d’une fonction d’automatisation excluant le chauffage et le refroidissement simultanés
Régulation du producteur de cha-leur/froid
Régulation de la température variable en fonction de la température extérieure
Régulation variable de la température en fonction de la charge
Régulation de la production d’eau chaude sanitaire Régulation de la charge de
l’accu-mulateur d’eau chaude sanitaire
Régulation automatique à 2 points et dé-clenchement de charge planifié
Régulation automatique à 2 points, déclenchement de charge planifié et régulation en fonction des be-soins de la température aller
Régulation de la pompe de circu-lation d’eau chaude sanitaire
Fonctionnement continu Avec programme temporel Régulation de la ventilation et de la climatisation
Régulation du débit d’air fourni au niveau du local
Aucune régulation automatique: l’installa-tion foncl’installa-tionne en continu (p. ex. commu-tateur manuel)
Régulation basée sur la présence: l’installation fonc-tionne en fonction de l’occupation effective (inter-rupteurs, capteurs infrarouges, etc.)
Régulation de la température am-biante par l’installation de ventila-tion
Régulation en continu: débit d’air ou tem-pérature de l’air fourni avec consigne va-riable au niveau du local; les valeurs de consigne pour la température ambiante sont réglées par local
Débit d’air et température de l’air fourni avec consigne variable au niveau du local avec compen-sation de la charge de chauffage/frigorifique
Régulation automatique du débit d’air ou de la pression au niveau de la centrale de traitement d’air
Régulation à 2 points en fonction des ho-raires: débit fourni en continu pour une charge maximale de tous les locaux pen-dant la période d’occupation nominale
Régulation automatique du débit d’air ou de la pression avec réinitialisation de la pression: débit d’air fourni en fonction de la charge pour les be-soins de tous les locaux raccordés
Régulation de l’éclairage Commande basée sur l’occupa-tion
Interrupteur manuel marche/arrêt Commande en fonction de la présence: l’installa-tion foncl’installa-tionne en foncl’installa-tion de l’occupal’installa-tion effec-tive (interrupteurs, capteurs infrarouges etc.) Régulation de l’intensité
lumi-neuse
Manuellement par local/zone; il est pos-sible d’éteindre les lampes avec un inter-rupteur manuel dans le local
Variateur automatique: l’éclairage est réduit lorsque la lumière du jour augmente
Commande des stores
Commande des stores Régime manuel ou fonctionnement moto-risé avec commande manuelle
Régulation combinée de l’éclairage, des stores et des installations CVC pour l’optimisation énergé-tique des différentes installations en fonction de l’occupation des locaux
Gestion technique des foyers domestiques et du bâtiment Gestion des horaires de
fonction-nement
Enclenchement manuel (mise en marche de l’installation)
Régulation individuelle selon programme temporel défini; phases variables de préconditionnement Informations relatives à la
consommation d’énergie
Uniquement information sur valeurs ac-tuelles (p. ex. températures, valeurs de me-sures)
Analyse, évaluation de la performance, évaluation d’aspects environnementaux et énergétiques à l’intérieur
Récupération de chaleur et redis-tribution de la chaleur
Utilisation immédiate des rejets ther-miques ou redistribution de la chaleur
Commande de l’utilisation des rejets thermiques ou de la redistribution de la chaleur
Illustration 3.49:
Différence entre RC et UPC. (Source:
BMS-Energietechnik AG)