Dans un modèle analytique d’énergie, les espaces sont des volumes d’air distincts qui connaissent des gains ou des pertes de chaleur.
Ces modifications de la chaleur sont dues à des processus tels que l’occupation, l’éclairage, l’équipement, le système CVC, ainsi qu’à l’échange de chaleur avec d’autres espaces et l’environnement extérieur. Les espaces servent à capturer avec précision la variation des échanges de chaleur intérieure et extérieure dans un bâtiment.
Vous pouvez considérer les espaces comme des pièces d’un bâtiment. Il existe souvent une corrélation directe entre les pièces et les espaces, mais ce n’est pas toujours aussi simple. Par exemple, vous pouvez avoir besoin de subdiviser de grandes pièces (par exemple, un bureau en espace ouvert ou un atrium) afin que les processus de transfert de chaleur soient représentés avec plus de précision. Cette approche est désignée comme le zonage, la segmentation ou le blocage thermique. Ces concepts sont tous liés à la création d’espaces distincts dans un bâtiment à des fins de simulation thermique.
Division d’un espace par niveau et pièce
Pour comprendre la création d’espaces distincts dans un bâtiment, prenez en compte les illustrations suivantes qui utilisent un simple bâtiment théorique.
Coupe d’un bâtiment conceptuel
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En supposant que cette coupe montre l’étendue du bâtiment, combien d’espaces sont-ils nécessaires ? Tenez compte des options suivantes. |
Aucun espace distinct
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Lorsque le bâtiment n’est pas divisé en espaces distincts, l’ensemble des apports et pertes de chaleur est concentré dans un seul espace. Cette disposition ne représente pas précisément les phénomènes physiques qui se produisent dans le bâtiment.
Par exemple, supposons qu’à un certain moment, il se produise une perte de chaleur importante à travers un toit nord et également un apport de chaleur important à travers un mur sud. On part du principe que cet espace unique subit uniquement la somme nette des pertes et apports de chaleur. En réalité, la localisation des pertes et des gains peut nécessiter un chauffage ou un refroidissement local. Par conséquent, les résultats de la simulation sous-estiment la quantité de chauffage et de refroidissement réels requis. |
Espaces distincts par niveau
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Supposons que vous divisiez l’espace du bâtiment par niveau.
Cette approche est une amélioration par rapport l’utilisation d’un seul espace. Elle peut s’avérer nécessaire dans certains cas, tels que l’espace de toit, qui ne possède pas de système de chauffage ou de refroidissement. Toutefois, cette approche souffre toujours du même problème : la simulation d’énergie ne peut pas suffisamment séparer les apports et pertes de chaleur simultanés. |
Espaces distincts par pièces
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La méthode la plus évidente consiste à organiser l’exemple de bâtiment en différents espaces par pièces.
Dans la coupe, le bâtiment comprend maintenant suffisamment d’espaces afin de permettre la séparation des apports et pertes de chaleur simultanés lors de la simulation d’énergie. Par conséquent, le calcul de l’énergie requise pour maintenir le confort dans tout le bâtiment donne des résultats plus fiables. Cependant, certaines pièces peuvent contenir des apports de chaleur importants et localisés, comme les systèmes d’éclairage d’un théâtre. Dans ce cas, la distribution de la chaleur n’est pas homogène dans l’ensemble de l’espace. Dans de telles situations, vous pouvez souhaiter diviser davantage l’espace. |
Division de l’espace par profondeur et hauteur
Outre la création d’espaces distincts en fonction des pièces, vous pouvez diviser davantage l’espace à l’aide de la profondeur, de la hauteur, ou les deux. Ces approches sont axées sur les raisons qui expliquent certaines des pratiques en matière de création de modèle analytique d’énergie, telles que le zonage, le blocage ou la segmentation.
Par pièce et profondeur (9 espaces)
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La création d’espaces distincts par profondeur est une pratique courante. Cette approche est utile pour les formes conceptuelles lorsque la disposition intérieure, les pièces et les zones ne sont pas encore définies.
ASHRAE 90.1 Appendix G (LEED) Energy Modeling contient des règles sur le blocage thermique qui nécessitent la création d’espaces distincts par orientation et profondeur de périmètre. Par exemple, le plan d’étage suivant est organisé en espaces par profondeur, conformément à ces normes ASHRAE.  Pour utiliser cette méthode dans Revit, dans la boîte de dialogue Paramètres énergétiques, utilisez les options Division de la zone de périmètre et Profondeur de la zone de périmètre. |
Par pièce et hauteur (9 espaces)
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La création d’espaces distincts par hauteur est une pratique moins courante. Toutefois, elle est pratique pour simuler les pièces ouvertes hautes comme les atriums, où les occupants sont susceptibles de se trouver en bas de l’espace.
Cette approche peut également représenter les effets de stratification des systèmes de distribution d’air sous plancher et des apports et pertes de chaleur plus précis, comme dans l’exemple de l’éclairage d’un théâtre. |
Plusieurs pièces par espace
Lors de la création d’espaces distincts, vous pouvez utiliser moins d’espaces que de pièces. Cette méthode peut être appelée le zonage, le blocage ou la segmentation.
Vous pouvez combiner plusieurs pièces dans un espace si elles présentent les mêmes orientation, profondeur et fonction. Par exemple, les illustrations suivantes montrent une rangée de petits bureaux situés sur la même élévation d’un bâtiment. Vous pouvez utiliser des espaces séparés pour chaque pièce (gauche), ou combiner les pièces dans un seul espace (droite).
| 3 espaces pour 3 pièces | 1 espace pour 3 pièces |
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Cette approche peut s’avérer efficace en matière d’utilisation des ressources. Toutefois, elle perd en importance en raison de l’automatisation améliorée de la création d’espace, à laquelle s’ajoute l’utilisation de la simulation cloud.
Vides de plafond
Prenez les mêmes éléments en compte pour les plafonds vides des pièces. Modélisez des plafonds vides sous formes d’espaces distincts lorsque les vides sont profonds ou lorsqu’ils sont utilisés en tant que plénum d’approvisionnement ou d’évacuation. Cette décision fait partie d’une conception détaillée de système CVC.
| Combinez un plafond vide avec un espace. | Utilisez un espace distinct pour un plafond vide. |
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Vides verticaux
Vous pouvez utiliser plusieurs approches pour représenter les vides verticaux dans un modèle analytique d’énergie.
| Combinez les vides avec un espace. |
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| Utilisez des espaces distincts pour les vides. |
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| Omettez les espaces pour les vides verticaux. |
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Surface d’espace
La surface d’espace est la surface au sol d’un espace. Elle est liée à la surface au sol sur laquelle les apports de chaleur interne et la consommation électrique (en raison de l’occupation, de l’éclairage et de l’équipement) se produisent.
Ces processus étant souvent définis par unité de surface au sol, la précision de la surface d’espace est importante, particulièrement dès les premières étapes de la conception. Toutefois, la surface d’espace est également relative, particulièrement lorsque vous passez en revue les nombreuses autres hypothèses associées (comme les nomenclatures d’exploitation) qui déterminent l’utilisation d’énergie finale réelle.
Volume d’espace
Si un espace est une masse d’air distincte qui connaît un gain ou une perte de chaleur, le volume d’espace représente la quantité d’air dans cet espace.
Le volume de l’espace est généralement décrit comme la forme de l’air. Toutefois, le moteur de simulation d’énergie ne prend pas en compte la forme réelle. Au lieu de cela, le volume d’espace est simplement une masse d’air distincte.
En raison de la faible densité et de la capacité thermique spécifique de l’air, une simulation d’énergie n’est généralement pas sensible au volume de l’espace. Par conséquent, il n’est pas nécessaire de définir de manière très précise le volume d’espace pour obtenir des résultats d’analyse énergétique valides.