Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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A fin 2008, l’étude détaillée de la consommation d’électricité réalisée sur un bâtiment administratif a montré que la norme SIA 380/4 et le CT2024 ne permettait pas d’aboutir à des valeurs de consommation cohérentes avec la réalité et qu’il ne serait pas possible de les utiliser comme documents de base pour l’élaboration des profils-type pour l’analyse simplifiée d’un bâtiment. Il a donc été nécessaire de trouver une autre approche pour leur élaboration. L’approche statistique a été retenue, avec, en premier lieu, l’établissement de sous-catégorie et détermination d’indicateurs autres que les m2 de SRE. Par la suite, l’analyse systématique des données permettra d’établir des profils-type standards. Finalement, l’analyse détaillée de 2 bâtiments par catégorie permettra de vérifier les résultats obtenus ou de comprendre les différences observées.
L’analyse systématique des consommations d’électricité a montré que les différents fournisseurs d’électricité sur un territoire proposaient des horaires de tarification différents ou que ces derniers changeaient au cours du temps. Le calcul des puissances PHC et PHP étant directement dépendant du nombre d’heures correspondant, cela aboutit à des profils de puissances différents selon le fournisseur ou l’année. Dans la perspective de l’établissement d’une méthode d’analyse simplifiée qui soit indépendante du fournisseur ou de la période d’analyse, il est indispensable de passer à des profils qui dépendent des heures d’activités et de repos du bâtiment. Sur la base des horaires de tarification, ceux du bâtiment, de PHC et de PHP, il est possible de passer d’un profil selon PHC/PHP à un profil PHR/PHA. Pour l’ensemble des catégories, il s’agit maintenant de confronter les horaires HR/HA standardisés qui sont considérés dans le projet avec la réalité.
Les données statistiques de consommation d’électricité pour les 5 catégories de bâtiments étudiés ont été collectées et différents partenariats ont pu être mis en place. L’analyse systématique des données des hôtels a commencé, car il s’agit des données pour lesquelles les informations supplémentaires sont les plus complètes. A l’heure actuelle, l’indicateur retenu pour les hôtels est le kWh/nuitée. L’analyse statistique des hôtels montre que la consommation d’électricité par nuitée est fortement dépendante du nombre d’étoiles de l’établissement. Par contre le rapport PHR/PHA n’est pas dépendant de ces sous-catégories.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Weinmann-Energies SA
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Gass,F.
Pasche,Sahar
Weinmann,Charles
Grange,C.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Der Stromverbrauch in einem Gebäude hängt in erster Linie von den Benützerne und ihrem Verhalten ab. Deswegen scheinen die Normen der Berufsverbände, welche den Verbrauch im Verhältnis mit der Energiebezugsfläche setzen, unzweckmässig. Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist, Indikatoren zu erhalten, mit welchen den Stromverbrauch besser analysiert und beurteilt werden kann. Aus der Studie wurde eine Methodik entwickelt, mit der den Stromverbrauch mit weniger Kosten verstanden und analysiert werden kann.
In einer ersten Phase wurden verschiedene bekannte Methoden eingesetzt, um den Stromverbrauch zu bestimmen und zu analysieren. Sie sind mehr oder weniger genau et verursachen oft hohe Kosten. Um die Eigenschaften des Verbrauches zu erhalten, nützt es aber nicht, die Mess- oder Berechnungsmethode noch weiter zu verfeinern, solange nicht mit der selben Genauigkeit der Bedarf und die Nutzung der Stromes bekannt sind. Nur die Beziehung zwischen Strom und Tätigkeit erlaubt eine Beurteilung.
Die Arbeiten haben gezeigt, dass es nicht einfach ist, brauchbare und zuverlässige Daten zu erhalten, mit welchen die Tätigkeiten und die Raumnutzungen beschrieben werden können. Insbesondere sind auch Daten wie die Energiebezugsflächen oft mit Fehlern verhaftet. Es war für uns wichtig, eine Methode zu entwickeln, welche auf eine breite Skala eingesetzt werden kann, ohne zu hohe Analyse- und Beratungskosten zu verursachen.
Es war zuerst vorgesehen, die Stromverbräuche in mehrere Gebäudekategorien zu untersuchen: Wohngebäude, Schulen und Verwaltungsbauten. In der Kategorie Wohnbauten hatten wir sofort gewisse Nutzungen unterschieden. Es handelt sich um die Wohnbauten, die Hotels und die Altersheime, obwohl alle in der selben Kategorie gemäss SIA 380/1 „Energie im Hochbau gehören.
Die Schwierigkeit, brauchbare und zuverlässige Daten zu erhalten, haben uns gezwungen, sich auf die Hotels zu konzentrieren. Sie wiederspiegeln eine bekannte Tätigkeit und wir verfügten über eine gute Datenbank. Wir haben verzichtet, die Energiebezugsfläche zu verwenden, weil die Angaben nicht zuverlässig waren, haben defür die Anzahl Zimmer betrachtet. Wir haben auch die Angaben der monatlichen Stromrechnungen erfasst, sowie die Anzahl besetzte Zimmer im Monat.
Die Arbeit haben zur Entwicklung einen Werkzeuges für die Analyse der Verbräuche geführt. Es handelt sich um eine Kennlinie für den Verbrauch in Abhängigkeit mit der Tätigkeit im Gebäude. Wir haben sie elektrische Kennlinie des Gebäudes genannt. Diese Kennlinie zeigt den Verbrauch in Abhängigkeit von Füllgrad des Hotels. Sie wird in kWh/ besetzte Zimmer ausgedrückt. Beim extrapolieren auf ein Füllgrad null kriegt man die Energie, die verbraucht wird, wenn das Hotel bereit ist, Kunde zu empfangen. Es ist die Energie pro Raum, die für die Verfügbarkeit benötigt wird, d.h. wenn das leere Hotel bereit ist, Kunde zu empfangen. Dazu kommt dann eine Zunahme mit dem Füllgrad.
Eine erste Sammlung hatte 31 Hotels. Diese wurden in Klassen gemäss Anzahl Sternen gegliedert: Hotel garni, 2,3,4,5 Sterne. Die Prüfung der Tätigkeiten hat uns zu einer anderen Gliederung geführt, eine Gliederung in Abhängigkeit vom Technisierungsgrad. Dies führt zu 4 Glieder, welche mit dem Rüstungsgrad abhängen: Anwesenheit einer Klimatisierung, einer Wäscherei, ein oder mehrere Restaurants, Lift, Garage, Spas, Saunas, Schwimmbad. Mittelwerte und Benchmarks für die spezifischen Werte pro Klasse werden daraus ermittelt. Sie ermöglichen eine erste Beurteilung des spezifischen Verbrauches.
Die Anzahl Firmen betrachteten wir als ungenügend. Sie führte zu einer Anzahl von 2 bis 10 Hotels pro Glied. Die Datenbasis wurde dann erweitert, von 31 auf 50 Hotels.
Die monatlichen Rechnungen liefern weitere Informationen: den Verbrauch in Hochtarif-(HT) und Niedertarifzeiten (NT), sowie die Spitzenlast (PP). Wir mussten aber feststellen, dass diese Angaben für eine Analyse nicht sofort verwendet werden können, weil die Energieversorgungunternehmungen unterschiedliche Zeiten verwenden. Wir haben ein Beilspiel, wo die Zeiten mit den Jahren gewechselt haben. Dazu kommt die Tatsache, dass diese Zeiten nicht mit den Arbeitszeiten der Firmen übereinstimmen.
Wir haben dazu eine einfache Methode entwickelt, um die Verbräuche der Rechnungen in Verbräuche während Arbeitszeiten (HA) und Ruhezeiten (HR) umzuwandeln. Das Verhältnis zwischen die entsprechenden Leistungen liefert uns genaue Information Uber die Art, wie die Energie während dieser Zeiten verwendet wird, ohne eine Lastkurve ermitteln zu müssen. Wir haben diese Betrachtung typologische Analyse des Verbrauches genannt. Diese Vorgehen ermöglicht eine Frageliste aufzustellen, die während eines Besuches zu prüfen ist oder besser, die am Hotelier zu stellen ist, ohne am Standort gehen zu müssen.
Der Bericht stellt zwei Beispiele einer solchen Analyse dar. Andere stehen in der Beilage.
Wir haben ebenfalls Altersheime untersucht. Sie sind wie Hotels, aber permanent voll belegt. Wir vergleichen die Resultate.
Fazit: diese Forschungsarbeit hat uns zu einer neuen Analysenmethodik geführt:
Die typologische Analyse
Diese Analyse ermöglicht, auf die Bestimmung der Lastkurve zu verzichten. Sie ist billiger und basiert auf die monatlichen Stromrechnungen. Sie führt zu einer Analyse des Energiemanagementes während Arbeits- und Ruhezeiten.
Der spezifische Verbrauch
Die Ermittlung von spezifischen Verbräuchen gibt detaillierte Vergleiche zwischen den Firmen. Als vereinfachte Basis für die Ermittlung der spezifischen Verbräuche in den Hotels wurde die Anzahl Zimmer anstelle der Energiebezugsfläche betrachtet.
Die elektrische Kennlinie
Diese Kennlinie liefert ein besseres Verständnis der Tätigkeit des Verbrauches. Verbrauch für die Bereitschaft, Kunde zu empfangen, und variabler Verbrauch in Abhängigkeit mit dem Füllgrad. Er gibt Angabe über das Energiemanagement je nach Belegschaft.
Der Bericht gibt ebenfalls einen Überblick für andere Gebäudekategorien: Wohnbauten Schulen Industrie, Verwaltung. Die Resultate liefern Spuren für weitere Forschungsarbeiten.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Weinmann-Energies SA
Ecost
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Wegmueller,Francine
Pasche,Sahar
Weinmann,Charles
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Schlussbericht
(Französisch)
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La consommation d'électricité dans un bâtiment dépend en premier lieu des utilisateurs et de leur comportement. C'est pourquoi les normes des associations professionnelles qui mettent en relation cette consommation avec la surface de référence énergétique paraissaient inadéquates. L'objectif de la présente recherche est d'obtenir des indicateurs permettant de mieux caractériser et d'analyser la consommation d'électricité, en remplacement aux normes en vigueur. De notre approche, il en a résulté une méthodologie pour comprendre et analyser la consommation à moindre coût.
En effet, dans un premier temps, différentes méthodes ont été utilisées pour déterminer et analyser la consommation d'électricité d'un bâtiment. Elles sont plus ou moins précises et représentent souvent des coûts élevés. Pour analyser les caractéristiques des consommations d'électricité, il est cependant inutile de poursuivre les efforts pour obtenir la meilleure méthode de calcul ou de mesure, il est en effet tout aussi important de décrire à quoi sont destinés les besoins en électricité. Seul le rapport entre consommation et activités pourra faire l'objet d’un jugement.
Les travaux ont démontré qu'il n'était pas aisé d'obtenir des données fiables pour décrire ces activités, particulièrement celles relatives aux indicateurs usuels, telles que la surface de référence énergétique, ainsi que celles relatives à l'occupation et à l'utilisation des locaux. Il nous importait aussi de développer une approche qui puisse être utilisée à une large échelle, sans engendrer des coûts d’analyse et de conseil trop élevés.
Il était initialement prévu d'examiner les consommations d'électricité dans plusieurs catégories de bâtiments : les immeubles d'habitation, les écoles et les bâtiments administratifs. Dans la catégorie des immeubles d'habitation, nous avions d'emblée distingué plusieurs utilisations fort différentes pour ce qui concerne les besoins en électricité. Ces bâtiments font pourtant partie de la même catégorie selon les définitions de la norme SIA 380/1 "L'énergie dans les bâtiments". Il s'agit des immeubles d'habitation, des hôtels et des établissements médicaux-sociaux pour personnes âgées (EMS).
La difficulté de saisir l'ensemble des données nécessaires et fiables nous a conduit à débuter les recherches sur les hôtels dont les activités sont en général connues et pour lesquelles nous disposions d'une source de données fiable. Parmi les paramètres les concernant, nous avons renoncé à prendre en considération la surface chauffée (SRE) dont les données fournies étaient souvent erronées, pour retenir le nombre de chambres. Nous avons récolté les factures mensuelles de la consommation d'électricité et le nombre de chambres occupées par mois.
Les travaux de recherche ont conduit au développement d'un outil d'analyse de la consommation. Il s'agit d'une donnée caractéristique de la consommation en fonction de l'activité au sein du bâtiment examiné qui a été baptisée la signature électrique du bâtiment. Cette signature représente la consommation spécifique d'électricité par chambre en fonction du taux d'occupation de l'établissement. La consommation pour le taux d'occupation moyen correspond à la consommation annuelle de l'établissement est exprimée en kWh/chambre. En extrapolant pour un taux d'occupation nul, nous obtenons l'énergie de disponibilité par chambre, celle qui est consommée pour que l'établissement soit prêt à accueillir des hôtes. Il s'y ajoute une augmentation d'énergie en fonction du taux de remplissage de l'établissement.
L'échantillonnage étant insuffisant à nos yeux, nous avons élargi la base de données initiale de 31 hôtels. Ceux-ci étaient répartis en classes selon leur nombre d'étoiles : hôtels garnis, hôtels 2, 3, 4 et 5 étoiles. Ceci conduisait à un nombre de 2 à 10 établissements pas classe. Avec les quelque 50 hôtels de la banque de donnée complétée, l'examen des activités nous a conduits à considérer une autre classification, un classement selon un degré de technicité. Celui-ci comprend 4 niveaux, correspondant aux équipements : présence d'une climatisation, d'une buanderie, d'un ou de plusieurs restaurants, ascenseurs, garages sous-terrains, spas, saunas, piscines. Des valeurs spécifiques moyennes et de benchmark par classe ont été déduites des données disponibles. Elles permettent un premier jugement de la consommation spécifique.
Les factures mensuelles de la consommation fournissent aussi d'autres informations : les consommations en heures pleines (HP), en heures creuses(HC) et la puissance de pointe (Pp). Nous avons toutefois constaté que ces données n'étaient pas interprétables sans autre, car les différentes compagnies d'électricité admettent en général des horaires HP et HC différents, on a même constaté que ces horaires pouvaient varier selon les années de facturation. De plus, ces horaires ne correspondent en général pas aux heures d'activité des branches étudiées.
Nous avons développé une approche simple pour transformer les données des factures en consommations durant les heures d’activité (HA) et des heures de repos (HR). Le rapport entre ces puissances moyennes durant les heures d'activité et de repos fournit des informations très précises sur la façon dont l'énergie est consommée, sans pour autant passer par la mesure de courbes de charge. Nous avons baptisé cette approche par analyse typologique de la consommation. Cette approche permet d'établir une liste de questions à examiner lors d'une visite éventuelle sur le site ou mieux, à poser à l'exploitant, sans être obligé l'aller sur place.
Le rapport présente l'analyse détaillée de deux établissements, les autres figurent en annexe.
Nous avons aussi examiné une série d'EMS. Ils sont semblables à des hôtels qui seraient en permanence entièrement occupés. Les résultats hôtels et EMS sont comparés et analysés.
En résumé, ce travail de recherche nous a conduit à une nouvelle méthode d'analyse :
L'analyse typologique de la consommation
L'analyse typologique de la consommation permet de remplacer les mesures de courbes de charges. Il s'agit d’une approche beaucoup plus simple et à moindre coût, basée sur les paramètres de la facturation mensuelle. Elle permet d'analyser la gestion énergétique du consommateur dans le temps, entre les périodes d'activité et de repos
La consommation spécifique
En prenant en considération la consommation spécifique par rapport à un indicateur simple à saisir (pour les hôtels, ce sont le nombre des chambres et les chambres occupées) nous avons un outil de comparaison (benchmark) entre les établissements.
La signature électrique
La signature électrique permet de mieux comprendre l'activité du consommateur avec l'énergie dépensée pour la mise à disposition du bâtiment et l'énergie variable réellement affectée à l'utilisation du bâtiment. Elle permet d'analyser la gestion énergétique du consommateur en fonction des prestations fournies.
Le rapport présente aussi, mais de manière beaucoup plus succincte, des considérations concernant d'autres catégories: habitations, écoles, administrations. Les résultats fournissent des pistes pour des travaux de recherche futurs.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Weinmann-Energies SA
Ecost
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Wegmueller,Francine
Pasche,Sahar
Weinmann,Charles
Zugehörige Dokumente
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