Construction de 29 logements locatifs à Mulhouse

> Architecte / Bureau d'études
hMµnDPMPHJT
Appel à projets bâtiments économes en énergie
Cette fiche a été réalisée dans le cadre de l’appel à projets « bâtiments économes en énergie » lancé en mars 2007 par l’ADEME
et la Région Alsace. Il s’agit des principaux indicateurs techniques et économiques retenus par le maître d’ouvrage à la suite de
la simulation confiée à un bureau d’études spécialisé. Ce bâtiment fait partie des lauréats choisis par le jury de l’appel à projets
pour ses qualités en terme d’efficacité énergétique.
Projet 7
hMµnDPMPHJT
>Construction de 29 logements
locatifs à Mulhouse
Site « bel air » - Bourtzwiller
Maître d’ouvrage : Néolia
1 bis, rue Claude Debussy
68260 KINGERSHEIM
Maîtrise d’œuvre :
Architecte : IXO architecture
8, place Gambetta - 67600 SELESTAT
Conseil en économies d’énergie :
GEST’energie - 21, rue Bellevue - 67730 LA VANCELLE
BET fluides - GROUPE FLUIDE / BET structure - GETTEC
4, rue poincaré - 67800 BISCHHEIM
Economiste : ETIBAT - 68510 SIERENTZ
Paysagiste : ATELIER DU PAYSAGE - 68110 ILLZACH
Composition du bâtiment
Structure du bâtiment L’opération consiste en la construction de 29
logements destinés à la location, répartis en 3
bâtiments de R+2+ attique et 1 parking commun
ouvert, en demi-niveau sous les bâtiments pour une
SHON totale de 2570 m2.
L’accès aux logements se fait par coursives
extérieures au nord. Le projet réserve une large
part de la parcelle à un jardin collectif aménagé
au sud, sur lequel s’ouvrent largement les séjours
prolongés de balcons.
Murs extérieurs : brique ou béton isolés par
l’extérieur, enduit ou bardage
Toitures attiques : charpente bois et bac acier
Toitures terrasses : dalles et étanchéité sur
plots sur dalle béton ou végétalisation.
Tous les logements sont traversants et disposent à
partir du T3 d’une triple orientation.
> E
nveloppe thermique
2
Paroi
Mur extérieur
Composition
enduit extérieur
épaisseur
2,0 cm
1,15 W/m.K
Résistance
0,02 m2.K/W
polystyrène expansé
14,0 cm
0,04 W/m.K
3,68 m2.K/W
brique (30cm de hauteur)
20,0 cm
0,34 W/m.K
0,59 m2.K/W
enduit plâtre
1,0 cm
0,35 W/m.K
0,03 m2.K/W
TOTAL
37,0 cm
1,88 W/m.K
Uparoi
4,32 m2.K/W
0,23 m2.K/W
Mur extérieur
enduit extérieur
2,0 cm
1,15 W/m.K
0,02 m2.K/W
vers zone non chauffée
polystyrène
12,0 cm
0,04 W/m.K
3,16 m2.K/W
brique (30cm de hauteur)
20,0 cm
0,34 W/m.K
0,59 m2.K/W
enduit plâtre
1,0 cm
0,35 W/m.K
0,03 m2.K/W
TOTAL
33,0 cm
0,73 W/m.K
Uparoi
3,77 m2.K/W
0,26 m2.K/W 0,36 m2.K/W
Plancher bas sur garages chape
5,0 cm
1,15 W/m.K
0,04 m2.K/W
polyuréthane
5,3 cm
0,03 W/m.K
2,11 m2.K/W
béton
20,0 cm
1,75 W/m.K
0,11 m2.K/W
polystyrène
15,0 cm
0,04 W/m.K
4,15 m2.K/W
TOTAL
45,3 cm
2,96 W/m.K
Uparoi
6,42 m2.K/W
0,16 m2.K/W
Toiture en pente
bac acier
0,2 cm
150,00 W/m.K
0,00 m2.K/W
laine de roche
30,0 cm
0,04 W/m.K
7,50 m2.K/W
BA13
1,3 cm
0,32 W/m.K
0,04 m2.K/W
TOTAL
31,3 cm
0,36 W/m.K
Uparoi
7,54 m2.K/W
0,13 m2.K/W
Toiture terrasse
dalles sur plots
étanchéité
0,4 cm
0,90 W/m.K
0,00 m2.K/W
polyuréthane
12,0 cm
0,02 W/m.K
5,00 m2.K/W
béton
20,0 cm
1,75 W/m.K
0,11 m2.K/W
BA13
1,3 cm
0,32 W/m.K
0,04 m2.K/W
TOTAL
21,3 cm
2,07 W/m.K
Uparoi
5,16 m2.K/W
0,19 m2.K/W
Vitrages
double vitrage peu émissif (Ug=1,1 W/m2.K) Uw
1,40 m2.K/W
sur menuiserie avec rupture de ponts thermiques
Référence
0,36 m2.K/W
0,27 m2.K/W
0,2 m2.K/W
0,2 m2.K/W
> Choix des isolants
> Les bâtiments sont en maçonnerie et béton isolés par l’extérieur. Le plancher bas est en contact avec un garage entièrement ouvert, il est isolé en sous-face de dalle et par un isolant sous une chape. Les toitures sont à faible pente et
les couvertures sont en bac acier.
> Choix constructifs
>T
outes les circulations et balcons sont désolidarisés de la façade pour quasiment supprimer les ponts thermiques.
Réalisés en ossature métallique et dalles béton préfabriquées, ils sont posés après la réalisation de l’enveloppe thermique des bâtiments.
> Choix d'orientation
FAçade NORD
sur RUE
FAçade sud
sur jardin
coupe de principes
décalés sur les
différents types
espaces de vie plein
Sud pour les T3 et T4
espaces de vie
traversants pour les T2
3
sdb
sdb
Ch1
Ch1
sdb
cuisine
dgt
cellier
wc
wc
cellier
cellier
séjour
séjour
cuisine
terrasse
Appartement 1
séjour
Ch1
cuisine
terrasse
terrasse
Appartement 2
2ème étage
du bâtiment B
Appartement 3
> D
escription des lots techniques
A
la différence du présent projet, dans la variante de
bâtiment 2
base des projets classiques de Néolia, les logements
sont chauffés par des radiateurs basse température et la
production de chaleur est réalisée par des chaudières gaz
basse température individuelle. L'eau chaude sanitaire
est produite par les chaudières et la ventilation est assurée par une VMC hygroréglable de type B collective.
> Chauffage
>P
roduction de chaleur : chaudière gaz condensation collective par bâtiment
>E
metteurs : radiateurs basse température avec robinets thermostatiques et programmation horaire individuelle
>C
omptage : comptage individuel
> L a température du réseau de chauffage est modulée en
fonction de la température extérieure.
> Eau Chaude Sanitaire
>P
roduction d’ECS : chauffe-eau solaire collectif par
bâtiment
>C
aractéristiques de l’installation :
- Surface : 14 m2 par bâtiment
> Ventilation
> L a ventilation est assurée par le biais d’une extraction
hygroréglable de type B collective.
- Ballon solaire de 750l et ballon d’appoint placés en
chaufferies
- Réseau de distribution bouclé optimisé (longueurs de distribution et niveau de calorifugeage)
- Comptage individuel
> L es ventilateurs sont collectifs et placés en toiture à proximité des capteurs ; ils sont choisis basse consommation
(P < 0,25 W/m3/h) asservis sur la pollution et l’hygrométrie
intérieure.
> E
tude du confort d’été par simulation dynamique
Les bâtiments sont conçus de manière à ne pas être inconfortables en été au moyen des dispositifs suivants :
> L ogements traversants, favorisant la ventilation nocturne
naturelle
>O
rientation des bâtiments :
4
- baies vitrées Sud protégées par les balcons des
apports solaires générateurs de surchauffe en été
- limitation des surfaces vitrées coté Ouest
> Isolation extérieure afin de profiter de l’inertie des parois.
>S
ensibilisation des occupants à la maîtrise de l’énergie afin
de limiter les apports internes : électroménager performant,
éclairage basse consommation, limitation des veilles…
>C
alorifugeage des bouclages d’eau chaude pour limiter les
apports internes dus aux déperditions de réseaux.
> Les différentes courbes mettent en avant les différences de
comportement en fonction de différents systèmes de ventilation et protection solaire dans un appartement d’attique
(cas défavorable) :
- rouge : sans protection solaire
- vert : avec protection solaire par stores
- bleu : avec protection solaire et ouverture nocturne
des fenêtres
- gris : température extérieure
La température extérieure descend la nuit jusqu'à 11° c et monte le jour jusqu'à 32° C. Pendant ce temps, dans le bâtiment, sans
effort, elle oscille entre 24° C et 30° C. Dès que des efforts sont faits sur la protection solaire et sur la ventilation nocturne, cette
température chute de 9° C.
L’étude montre que la mise en place d’une protection solaire extérieure est indispensable pour limiter les surchauffes et
que la sensibilisation des occupants à une ventilation nocturne apporte un rafraichissement non négligeable.
La protection solaire et la ventilation nocturne permettent un gain important sur les températures intérieures et sur leurs heures
cumulées. Les stores et la ventilation font que la température intérieure dépasse les 27°C moins de 5% du temps.
5
> C
omparaison des coûts (étude économique)
> Bilan énergétique
> L es tableaux suivants comparent les bilans énergétiques dans les trois cas de figures de projets standard, RT2005 ou BBC.
RT 2005
énergie finale
classique NEOLIA
énergie
primaire
2 567 m2
SURFACE
énergie
finale
PROJET BBC
énergie
primaire
2 567 m2
énergie
finale
énergie
primaire
2 567 m2
ECS
26,5 kWh/m2
26,5 kWh/m2
10,3 kWh/m2
26,5 kWh/m2
15,8 kWh/m2
15,8 kWh/m2
ECLAIRAGE
2,2 kWh/m2
5,8 kWh/m2
2,2 kWh/m2
5,8 kWh/m2
1,2 kWh/m2
3,2 kWh/m2
VENTILATION
2,7 kWh/m2
6,9 kWh/m2
2,2 kWh/m2
6,9 kWh/m2
2,2 kWh/m2
5,7 kWh/m2
CHAUFFAGE
90,8 kWh/m2
90,8 kWh/m2
53,3 kWh/m2
53,3 kWh/m2
38,9 kWh/m2
38,9 kWh/m2
0,0 kWh/m2
0,0 kWh/m2
0,0 kWh/m2
0,0 kWh/m2
130,0 kWh/m2
68,5 kWh/m2
92,5 kWh/m2
0,0 kWh/m2
58,1 kWh/m2
RAFRAICHISSEMENT 0,0 kWh/m2
TOTAL
122,2 kWh/m2
63,6 kWh/m2
> Bilan d’exploitation
> L es tableaux suivants comparent les bilans d’exploitation dans les 3 cas de figures de projets standard, RT2005 ou BBC.
RT 2005 classique NEOLIA
énergie coût
énergie
coût finale
finale
SURFACE
2 567 m2
PROJET BBC
énergie
coût
finale
2 567 m2
2 567 m2
ENERGIE
ECS
26,5 kWh/m2
1,3 /m2
10,3 kWh/m2
0,5 /m2
15,8 kWh/m2
0,8 /m2
ECLAIRAGE
2,2 kWh/m2
0,2 /m2
2,2 kWh/m2
0,2 /m2
1,2 kWh/m2
0,1 /m2
VENTILATION
2,7 kWh/m2
0,2 /m2
2,2 kWh/m2
0,2 /m2
2,2 kWh/m2
0,2 /m2
CHAUFFAGE
90,8 kWh/m2
4,5 /m2
53,3 kWh/m2
2,7 /m2
38,9 kWh/m2
1,9 /m2
RAFRAICHISSEMENT
0,0 kWh/m2
0,0 /m2
0,0 kWh/m2
0,0 /m2
0,0 kWh/m2
0,0 /m2
TOTAL ENERGIE
122,2 kWh/m2
6,3 /m2
68,0 kWh/m2
3,6 /m2
58,1 kWh/m2
3,0 /m2
CHARGES ANNUELLES TOTALES 9 154,18
POUR LES 3 BÂTIMENTS
16 148,45 7 783,43
ABONNEMENTS
ABONNEMENTS GAZ
ABONNEMENT ELEC COMMUNS
3 857,00
1,5 /m2
800,31
0,3 /m2
594,00
800,31
0,2 /m2
198,00 0,3 /m2
800,31
0,1 /m2
0,3 /m2
ABONNEMENTS ELEC LOTS
1 703,46
0,7 /m2
1 703,46
0,7 /m2
1 703,46
0,7 /m2
TOTAL ANNUEL
DES ABONNEMENTS
6 360,77
2,5 /m2
3 097,77
1,2 /m2
2 701,77
1,1 /m2
0,5 /m2
ENTRETIEN
ENTRETIEN VENTILATION
1 200,00
0,5 /m2
1 200,00
ENTRETIEN CHAUDIERES
2 900,00
1,1 /m2
3 857,00
TOTAL ANNUEL
DE L'ENTRETIEN
4 100,00 1,6 /m2
5 057,00
TOTAL ANNUEL
26 609,22
10,37 /m2
17 308,95
0,5 /m2
1 200,00
1,5 /m2
300,00 2,0 /m2
1 500,00
6,51 /m2
11 985,20
0,1 /m2
0,6 /m2
4,67 /m2
> F avoriser les constructions BBC, c'est garantir aux occupants des charges liées à l'énergie plus de deux fois inférieures à tout
autre logement neuf .Garantir des charges faibles, c'est aussi un moyen d'éviter les impayés de loyer pour le bailleur.
6
> Bilan d’investissement
> L es tableaux suivants comparent les bilans d’exploitation dans les 3 cas de figures de projets standard, RT2005 ou BBC.
BBC
classique NEOLIA
différence
gros œuvre
651 060 659 250 -8 190
structure métallique
79 400 -
79 400
bardage + isolation sous toiture
97 030 93 572
3 458
couverture / étanchéité zinguerie
116 309 110 062 6 247
menuiseries extérieures + fermetures
284 070 214 660 69 410
isolation extérieure / façades
152 269 80 794 71 475
plâtrerie / cloisons
96 181 113 326 -17 145
chape
16 037 18 249 -2 212
serrurerie
230 025 207 975 22 050
étanchéité à l'air
4 000 -
4 000
ECS solaire
42 000 -
42 000
sanitaire
156 300 144 600 11 700
TOTAL "SUR-INVESTISSEMENT BBC"
282 193
TOTAL "SUR-INVESTISSEMENT BBC"
110 /m2
% "SUR-INVESTISSEMENT BBC"
9,9%
Subvention appel à projet (montant théorique)
128 352
TOTAL "SUR-INVESTISSEMENT BBC" A FINANCER
153 841
TOTAL INVESTISSEMENT
2 839 300
% "SUR-INVESTISSEMENT BBC"
5,4%
>S
ur un projet tel que celui-ci les coûts supplémentaires qui lui permettent d'atteindre la BBC et diviser
par deux les charges énergétiques sont de l'ordre de
3 postes de dépenses majeurs :
- l'effort architectural, en créant des logements traversants accessibles par des coursives extérieurs, le maître d'ouvrage déplace certains coûts traditionnels
- en musclant l'isolation et les ouvertures le maître
d'ouvrage utilise des méthodes performantes et
éprouvées.
- le recours au chauffe-eau solaire permet d'utiliser
gratuitement la chaleur du soleil, seul l'investissement est payant
7
> Calcul des temps de retour sur investissement
Les bilans globaux intègrent les surinvestissements dus à la basse énergie et les coûts d’exploitation sur 30 ans.
Différentes variantes sont simulées :
• cas 1 : taux d’actualisation de 3% et hausse du coût de l’énergie de 3% par an
• cas 2 : taux d’actualisation de 3% et hausse du coût de l’énergie de 6% par an
• cas 3 : taux d’actualisation de 3% et hausse du coût de l’énergie de 9% par an
Les bilans sont présentés sous forme de graphiques pour en faciliter la lecture.
coût global sur 30 ans
3 000 000€
"intérêts" du
sur-investissement
2 500 000€
Sur-investissement
Entretien
2 000 000€
Abonnements
1 500 000€
Énergie
1 000 000€
500 000€
0€
classique
Neolia
Cas 1
3%
BBC Cas 1
Ref RT2005
Cas 2
classique
Neolia
Cas 2
BBC Cas 2
6%
Ref RT2005
Cas 3
classique
Neolia
Cas 3
BBC Cas 3
9%
> L e graphique ci-dessus exprime la rentabilité du projet. La solution BBC est rentable entre 9 et 30 ans suivant la hausse des coûts de
l'énergie et l'intégration d'éventuelles subventions.
énergivie est un programme d’actions innovatrices initié par la Région
Alsace pour développer l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables en Alsace, avec l’ADEME et l’Union européenne.
Union européenne
D é c e m b r e 2 0 0 8 • C r é d i t s p h o t o s © : P lurie l / C O L O R B O X / F o t o l i a • I m p r i m é s u r p a p i e r r e c y c l é - w w w c i t e a s e n . f r - 0 3 8 8 6 8 0 6 0 6
Ref RT2005
Cas 1