Date : création janvier 2014

Auteur : Geoffrey

Janvier 2014 : mise en page – Sylvie

Généralités

Constatant que la qualité des ambiances est liée à la santé et à la productivité des occupants, et que proposer des performances énergétiques non liées à des critères relatifs à l’ambiance intérieure est dénué de sens, cette norme spécifie la manière dont les critères de conception peuvent être établis et utilisés pour le dimensionnement des systèmes. Elle propose des données d’entrée pour les méthodes de calcul énergétique des bâtiments et pour l’évaluation à long terme de l’ambiance intérieure, ainsi que les paramètres de l’ambiance intérieure utiles pour le contrôle et l’affichage, comme le recommande la Directive Performance Energétique des Bâtiments.Cette norme s’applique aux bâtiments non industriels pour lesquels les critères d’ambiance intérieure sont déterminés par l’occupation humaine et dont l’ambiance intérieure n’est pas notablement influencée par une production ou par des procédés. La norme est ainsi applicable aux types de bâtiments suivants : maisons individuelles, immeubles d’habitation, bureaux, bâtiments d’enseignement, hôpitaux, hôtels et restaurants, installations sportives, bâtiments de service pour le commerce de gros et de détail. Elle spécifie la manière dont les différentes catégories de critères d’ambiance intérieure peuvent être utilisées, mais n’impose pas les critères à utiliser. Ceci relève de spécifications nationales ou contractuelles. La norme se contente de définir des catégories selon la logique ci-dessous :

Catégorie Explication
I Niveau élevé attendu qui est recommandé pour les espaces occupés par des personnes très sensibles et fragiles avec des exigences spécifiques comme des personnes handicapées, malades, de très jeunes enfants et des personnes âgées.
II Niveau normal attendu qu’il convient d’utiliser pour les bâtiments neufs et les rénovations.
III Niveau modéré acceptable attendu qui peut être utilisé dans les bâtiments existants.
IV Valeurs en dehors des critères des catégories ci-dessus. Il convient que cette catégorie soit acceptée seulement pour une partie restreinte de l’année.


Cette norme ne prend pas en compte les critères relatifs aux facteurs d’inconfort locaux comme les courants d’air, l’asymétrie de la température de rayonnement, les gradients verticaux de température d’air et les températures de surface au sol. Pour des détails sur ces éléments, voir notamment la norme NBN EN ISO 7730.

Les liens de cette norme avec les autres normes relevant de la directive européenne sur la Performance énergétique des Bâtiments sont décrits dans l’organigramme ci-dessous.

Dimensionnement des systèmes de chauffage et de climatisation

Pour les valeurs de base de calcul des ambiances thermiques, la norme distingue les bâtiments chauffés et rafraîchis des bâtiments non climatisés.
Pour les bâtiments chauffés et rafraîchis, elle recommande l’utilisation des indicateurs de confort PMV-PPD définis par l’EN ISO 7730, et propose dans le tableau A2 leur traduction en objectifs de température opérative pour des conditions d’activité, d’habillement, d’humidité et de vitesse d’air type.

Exemples de températures intérieures de base recommandées pour la conception des bâtiments et des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation
Type de bâtiment ou d’espace Catégorie Température opérative °C
Minimum pour le
chauffage (saison hivernale), ~ 1,0 clo
Maximum pour le
rafraîchissement
(saison estivale), ~ 0,5 clo

Bâtiments d’habitation : pièces de séjour (chambres, séjour, cuisine,
etc.)
Sédentaire ∼ 1,2 met
I 21 25,5
II 20 26
III 18 27
Bâtiments d’habitation : autres espaces (rangements, circulations,
etc.)
Station debout – marche ∼ 1,6 met
I 18
II 16
III 14
Bureau individuel (fermé ou ouvert), salle de réunion, auditorium, cafétéria/restaurant, salle de classe)
Sédentaire ∼ 1,2 met
I 21 25,5
II 20 26
III 19 27
École maternelle
Station debout – marche ∼ 1,4 met
I 19 24,5
II 17,5 25,5
III 16,5 26
Grand magasin
Station debout – marche ∼ 1,6 met
I 17,5 24
II 16 25
III 15 26

Pour les bâtiments non climatisés, la norme précise que les valeurs de dimensionnement de chauffage sont inchangées, mais que celles de refroidissement (inutiles vu l’absence de climatisation…) doivent être utilisées pour déterminer les périodes d’inconfort dans le bâtiment. La norme permet pour cela soit l’utilisation des valeurs déduites de l’approche PMV-PPD, soit l’utilisation d’autres valeurs de température opérative (qu’elle décrit en annexe A2) tenant compte d’une modification des attentes de confort (théorie du confort adaptatif) en fonction d’une température extérieure de référence. Cette température de référence est définie comme θrm= (1 – ) θed-1 + rm-1, avec θed-1 la température extérieure journalière moyenne la veille et θrm la température moyenne glissante du jour.

Qualité de l’air intérieur

Dans les bâtiments non résidentiels, la norme précise que les débits de ventilation exigés pour la qualité de l’air sont les mêmes en toute saison. Ils dépendent de l’occupation, des activités à l’intérieur (p. ex. tabagisme, cuisine, nettoyage, lavage …), des procédés (tels la photocopie dans les bureaux, les expériences de chimie dans les écoles, etc.) et des émissions générées par les matériaux du bâtiment ainsi que par l’ameublement. En Wallonie, les débits à prévoir par local selon son affectation, sa surface et son occupation sont précisés dans la réglementation PEB.
Dans les bâtiments résidentiels, elle précise que les débits de ventilation requis doivent être spécifiés sous forme de taux horaire global de renouvellement d’air, et/ou de débits d’air neuf extérieurs et/ou d’air extrait exigé (salles de bains, toilettes et cuisines) ou doivent être donnés sous forme d’un taux global requis de renouvellement d’air. En Belgique, la norme D50-001 a opté pour une formulation sous forme de débits d’air neuf minimums par local selon son affectation.
La norme indique en annexe B2 des valeurs de base à utiliser en l’absence de réglementation locale (ici, régionale). Vu l’existence des réglementations PEB, ces valeurs n’ont pas lieu d’être considérées en Wallonie.
En outre, l’annexe C propose des valeurs seuils d’émissions permettant d’identifier des « matériaux peu polluants » ou « très peu polluants ». Un bâtiment est peu polluant si la majorité des matériaux sont peu polluants. Un bâtiment est très peu polluant si tous les matériaux sont très peu polluants et s’il n’y a jamais eu de fumeur et que fumer est interdit.

Seuil « peu polluant » Seuil « très peu polluant »
Émission des composés organiques volatiles (TVOC) < 0,2 mg/m²h < 0,1 mg/m²h
Émission de formaldéhyde inférieure < 0,05 mg/m²h < 0,02 mg/m²h
Émission d’ammoniaque inférieure < 0,03 mg/m²h < 0,01 mg/m²h
Émission de composés cancérogènes (IARC) < 0,005 mg/m²h < 0,002 mg/m²h
Matériau inodore insatisfaction due à l’odeur inférieure à 15 % insatisfaction due à l’odeur inférieure à 10 %

L’humidité

La norme précise que, sauf cas particulier (musées, monuments historiques, églises), une humidification ou déshumidification de l’air n’est généralement pas nécessaire pour assurer le confort, mais précise que des taux d’humidité durablement élevés ou très bas peuvent provoquer gênes et dégâts. Le traitement de l’humidité peut également avoir un impact énergétique important.La norme pose donc que l’humidification ou la déshumidification de l’air des locaux n’est généralement pas exigée, mais si on y a recours il convient d’éviter toute humidification et déshumidification excessive. Dès lors, elle propose des valeurs de référence en annexe B3.

Critères recommandés pour l’humidité en présence de dispositifs d’humidification ou de déshumidification
Type de bâtiment/espace Catégorie Humidité relative de
conception pour la
déshumidification, en %
Humidité relative de
conception pour l’humidification, en %
Espaces dans lesquels les critères d’humidité sont liés à l’occupation humaine. Des espaces particuliers
(musées, églises etc.) peuvent nécessiter d’autres limites.
I 50 30
II 60 25
III 70 20
IV > 70 < 20

L’éclairage

La norme se limite à faire référence à la l’EN 12464-1 et à la l’EN 12193 qui définissent les éclairements requis selon les tâches et à la norme EN 15193 pour ce qui concerne la pénétration de lumière naturelle.

Le bruit

La norme propose des valeurs de référence applicables lorsqu’il n’y a pas de norme nationale. Or, une telle norme existe en Belgique : la NBN S 01-401. Les valeurs proposées par la EN 15251 ne sont donc pas d’application.

Paramètres pour le calcul énergétique

La norme précise que les valeurs précisées en dimensionnement des systèmes de chauffage, de refroidissement et de traitement de l’humidité doivent également être utilisées pour les calculs énergétiques sur base saisonnière ou mensuelle. Pour les calculs dynamiques (horaires) par contre, c’est une valeur cible qui doit être visée, à savoir le point médian de plages de valeurs, mais en considérant une possibilité de fluctuation des conditions intérieures  du fait de l’algorithme de régulation.

Plages de température pour le calcul horaire de l’énergie de chauffage et de rafraîchissement dans trois catégories d’ambiance intérieure
Type de bâtiment ou d’espace Catégorie Plage de température pour le chauffage, °C Vêture ∼ 1,0 clo Plage de température
pour le rafraîchissement, °C Vêture ∼ 0,5 clo
Bâtiments d’habitation, pièces de séjour (chambres, séjours, etc.)
Activité sédentaire ~1,2 met
I 21,0 – 25,0 23,5 – 25,5
II 20,0 – 25,0 23,0 – 26,0
III 18,0 – 25,0 22,0 – 27,0
Bâtiments d’habitations, autres locaux (cuisines, rangements, etc.)
Station debout, marche ~1,5 met
I 18,0 – 25,0
II 16,0 – 25,0
III 14,0 – 25,0
Bureaux et locaux à activité similaire
(bureaux individuels ou paysagés, salles de réunion, auditoriums, cafétérias, restaurants, salles de classe)
Activité sédentaire ~1,2 met
I 21,0 – 23,0 23,5 – 25,5
II 20,0 – 24,0 23,0 – 26,0
III 19,0 – 25,0 22,0 – 27,0
Écoles maternelles
Station debout, marche ~1,4 met
I 19,0 – 21,0 22,5 – 24,5
II 17,5 – 22,5 21,5 – 25,5
III 16,5 – 23,5 21,0 – 26,0
Grands magasins
Station debout, marche ~1,6 met
I 17,5 – 20,5 22,0 – 24,0
II 16,0 – 22,0 21,0 – 25,0
III 15,0 – 23,0 20,0 – 26,0

Un dépassement de ces plages peut être autorisé. En cas de dépassement de la température vers le haut, la surchauffe doit être estimée sur base d’une des méthodes proposées  en annexe 8.

Pour le calcul énergétique, la ventilation doit être supposée en fonctionnement à son débit de dimensionnement pendant la période d’occupation, sauf système à débit d’air variable. En dehors de ces périodes, l’annexe B4 précise que dans les locaux non résidentiels un débit d’air neuf équivalent à 2 volumes d’air de l’espace ventilé doit être fourni dans l’espace avant l’occupation de celui-ci (par exemple, si le débit de ventilation est de 2 vol/h, la ventilation démarre une heure avant l’occupation). Les infiltrations peuvent être calculées comme faisant partie de cette ventilation. Une ventilation continue à faible débit peut également être choisie, sur base d’au minimum 0,1 à 0,2 l/(s.m²) dans les locaux non résidentiels et 0,05 à 0,1 l/(s.m²) dans les logements.

Même logique pour l’éclairage, où les valeurs de dimensionnement sont à considérer, ainsi que la possibilité de combinaison entre éclairage naturel et artificiel. La norme attire l’attention sur l’inconfort de type éblouissement qui peut avoir une influence sur l’emploi des contrôles automatiques et des protections solaires.

Évaluation et classification de l’ambiance intérieure

La norme précise qu’une ambiance intérieure peut être évaluée sur base d’indicateurs liés à la conception, sur des mesures ou sur des calculs.
Les indicateurs liés à la conception sont les valeurs précisées plus  haut ayant trait à la thermique d’hiver et d’été, à la qualité de l’air, à l’humidité, à l’éclairage et à l’acoustique.
Les indicateurs calculés sur base de simulations doivent m’être conformément aux normes prEN 15265 et prEN 15255. Quatre méthodes d’évaluation sont décrites :

  • Indicateurs simples : Le bâtiment satisfait les critères d’une catégorie donnée si des pièces représentatives de 95 % du volume du bâtiment satisfont les critères de la catégorie retenue.
  • Critères horaires : cette méthode décrite en annexe F cherche à évaluer le nombre d’heures effectif ou en % de temps pendant lequel le critère est respecté ou non.
  • Critère des degrés-heures : cette méthode, décrite en annexe F, permet d’évaluer le dépassement des limites de température hautes ou basses en saison chaude ou froide. Ce calcul cherche à pondérer la durée du dépassement de la plage cible par l’ampleur wf (°C) de ce dépassement. En pratique, chaque heure de dépassement est multipliée par l’écart en degré entre la condition observée et la limite de la plage de valeur acceptable.
  • Critère de confort thermique global (PMV pondéré) : cette méthode, décrite en annexe F, reprend le principe de la méthode des degrés-jours, sauf qu’ici les heures comptabilisées sont celles mettant en évidence un dépassement des plages de confort exprimées en PMV. Le facteur de pondération wf (PPD) est ici égal au rapport entre le PPD constaté et le PPD limite correspondant à la plage de confort.
Exemples de facteurs de pondération basés sur la différence de température ou sur le PPD pour des bâtiments climatisés (en chaud ou froid) pour une plage de confort de 23 à 26 °C, correspondant à un travail sédentaire (1,2 met) et à des vêtements d’été légers (0,5 clo).
Température °C PPD % Facteurs de pondération
wf (°C) wf (PPD)
Froid 20 47 3 4,7
21 31 2 3,1
22 19 1 1,9
Neutre 23 10 0 0
24 < 10 0 0
25 < 10 0 0
26 10 0 0
Chaud 27 19 1 1,9
28 31 2 3,1
29 47 3 4,7

Les indicateurs mesurés évaluent des écarts par rapport aux critères choisis, sous forme par exemple d’un nombre acceptable d’heures en dehors des critères basés sur une évaluation annuelle (100 à 150 h). En l’absence de critères nationaux, l’annexe G propose des valeurs d’écarts admissibles. Les mesures doivent être réalisées dans des pièces représentatives, dans différentes zones et orientations, avec des charges différentes, pendant des périodes d’utilisation représentatives. Les points de mesure d’ambiance thermique et les instruments de mesure doivent être conformes à l’EN ISO 7726 (EN 12599). Pour l’éclairement, la procédure de vérification décrite à l’Article 6 de l’EN 12464-1:2002 doit être suivie. La section 9 de la norme complète ces exigences en précisant des conditions de mesurage plus détaillées.

Exemples d’écarts correspondant à 3 % et 5 % du temps
3 %/5 % d’une
période
Journalière
minutes
Hebdomadaire
heures
Mensuelle
heures
Annuelle
heures
Heures de travail 15/24 1/2 5/9 61/108
Heures totales 43/72 5/9 22/36 259/432

La réaction subjective directe des occupants peut également être utilisée pour l’évaluation globale de l’ambiance intérieure. Des évaluations quotidiennes, hebdomadaires et mensuelles sous forme de questionnaires peuvent être utilisées pour l’acceptation générale de l’ambiance intérieure, la sensation thermique, la qualité de l’air perçue. Des méthodes recommandées et des questionnaires sont donnés à l’Annexe H pour l’enregistrement des réactions subjectives.

La norme précise enfin que l’information relative à l’ambiance intérieure du bâtiment doit être incluse dans le certificat énergétique du bâtiment (Article 7 de la DPEB) pour permettre l’évaluation de la performance totale du bâtiment. En raison des nombreux paramètres et de la connaissance insuffisante sur les influences des paramètres de l’ambiance intérieure qui interagissent, il est recommandé de réaliser une classification globale basée sur l’ambiance thermique uniquement et sur la qualité de l’air intérieur. il est recommandé qu’une « empreinte » résumant le confort soit donnée séparément pour des conditions thermiques et pour des conditions de qualité d’air intérieur. Ceci peut être présenté sous la forme de pourcentage de temps (températures, débits de ventilation ou concentrations de CO2) pendant lequel l’ambiance intérieure se situe dans les différentes catégories (I, II, II et IV). Des exemples sont donnés à l’Annexe I.