Calcul des besoins énergétiques du bâtiment
Comprendre le Calcul des besoins énergétiques du bâtiment
Un bâtiment écologique de 3 étages se situe dans une région tempérée. Il est utilisé comme bureau et accueille environ 100 employés quotidiennement. Le bâtiment est équipé de fenêtres à double vitrage et d’une isolation thermique standard.
Données:
- Dimensions du Bâtiment : Longueur : 40 mètres, Largeur : 20 mètres, Hauteur par étage : 3 mètres
- Consommation d’Appareils Électriques (ordinateurs, éclairages, etc.) : Total moyen par jour : 200 kWh
- Système de Chauffage et de Climatisation : Consommation moyenne par jour en hiver : 150 kWh, Consommation moyenne par jour en été : 100 kWh
- Eau Chaude Sanitaire : Consommation d’énergie pour l’eau chaude par jour : 50 kWh
- Nombre de Jours de Fonctionnement par An : 260 jours
Questions:
1. Calcul de la Surface et du Volume du Bâtiment :
- Surface totale des sols (m²)
- Volume total du bâtiment (m³)
2. Estimation de la Consommation Énergétique Annuelle :
- Consommation totale pour les appareils électriques
- Consommation totale pour le chauffage et la climatisation
- Consommation totale pour l’eau chaude sanitaire
- Consommation énergétique annuelle totale (kWh)
3. Calcul des Besoins en Énergie Renouvelable :
- Estimation de la quantité d’énergie solaire ou éolienne nécessaire pour couvrir 100%, 75%, 50% et 25% des besoins énergétiques annuels.
- Taille et spécifications des panneaux solaires ou des éoliennes nécessaires pour chaque pourcentage.
Correction: Calcul des besoins énergétiques du batiment
1. Calcul de la Surface et du Volume du Bâtiment
Pour comprendre les besoins énergétiques d’un bâtiment, il est essentiel de connaître sa surface au sol et son volume total, car ces dimensions influencent directement la consommation en chauffage, climatisation, et autres besoins énergétiques.
Formules:
- Surface totale des sols :
\[ \text{Surface totale des sols} = \text{Longueur} \times \text{Largeur} \]
- Volume total du bâtiment :
\[ \text{V total du bâtiment} = \text{Surface totale des sols} \times \text{Hauteur totale} \]
Données:
- Longueur : 40 m
- Largeur : 20 m
- Hauteur par étage : 3 m
- Nombre d’étages : 3
Calcul:
- Surface totale des sols:
\[ = 40 \, \text{m} \times 20 \, \text{m} \] \[ = 800 \, \text{m}^2 \]
- Hauteur totale:
\[ = 3 \, \text{m} \times 3 = 9 \, \text{m} \]
- Volume total du bâtiment:
\[ = 800 \, \text{m}^2 \times 9 \, \text{m} \] \[ = 7200 \, \text{m}^3 \]
2. Estimation de la Consommation Énergétique Annuelle
L’énergie nécessaire pour les appareils électriques, le chauffage, la climatisation et l’eau chaude sanitaire doit être calculée pour déterminer la consommation énergétique annuelle totale.
Formules:
- Consommation totale pour les appareils électriques:
= Consommation quotidienne \(\times\) Nombre de jours de fonctionnement par an
- Consommation pour le chauffage et la climatisation:
Calcul séparé pour l’hiver et l’été, puis additionnée.
- Consommation pour l’eau chaude sanitaire:
= Consommation quotidienne \(\times\) Nombre de jours de fonctionnement par an
Données:
- Consommation d’appareils électriques par jour : 200 kWh
- Consommation de chauffage en hiver par jour : 150 kWh
- Consommation de climatisation en été par jour : 100 kWh
- Consommation d’eau chaude sanitaire par jour : 50 kWh
- Nombre de jours de fonctionnement par an : 260 jours
Calcul:
- Consommation totale pour les appareils électriques:
\[ = 200 \, \text{kWh/jour} \times 260 \, \text{jours} \] \[ = 52000 \, \text{kWh/an} \]
- Consommation pour le chauffage:
\[ = 150 \, \text{kWh/jour} \times 120 \, \text{jours} \] \[ = 18000 \, \text{kWh} \]
- Consommation pour la climatisation:
\[ = 100 \, \text{kWh/jour} \times 120 \, \text{jours} \] \[ = 12000 \, \text{kWh} \]
- Consommation pour l’eau chaude sanitaire:
\[ = 50 \, \text{kWh/jour} \times 260 \, \text{jours} \] \[ = 13000 \, \text{kWh/an} \]
- Consommation énergétique annuelle totale:
\[ = 52000 \, \text{kWh} + 30000 \, \text{kWh} + 13000 \, \text{kWh} \] \[ = 95000 \, \text{kWh/an} \]

3. Calcul des Besoins en Énergie Renouvelable
Pour promouvoir la durabilité, il est utile de déterminer quelle quantité d’énergie renouvelable serait nécessaire pour couvrir différents pourcentages des besoins énergétiques annuels du bâtiment.
Formule:
- Énergie nécessaire pour couvrir un pourcentage spécifique:
= Consommation annuelle totale \(\times\) Pourcentage
Calcul :
Supposons qu’un panneau solaire produit 150 kWh/m² par an (valeur ajustée pour plus de réalisme).
- Pour couvrir 100% des besoins:
\[ = \frac{95000 \, \text{kWh/an}}{150 \, \text{kWh/m}^2/\text{an}} \] \[ \approx 633 \, \text{m}^2 \]
- Pour 75%:
\[ = 633 \, \text{m}^2 \times 0.75 \approx 475 \, \text{m}^2 \]
- Pour 50%:
\[ = 633 \, \text{m}^2 \times 0.50 \approx 317 \, \text{m}^2 \]
- Pour 25%:
\[ = 633 \, \text{m}^2 \times 0.25 \approx 158 \, \text{m}^2 \]
Conclusion
Ce calcul détaillé aide à comprendre l’importance de l’efficacité énergétique et la planification de l’utilisation des énergies renouvelables pour un bâtiment.
Calcul besoins énergétiques du bâtiment
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