La directive 2018/844 fait un pas important dans la direction des bâtiments intelligents, en continuité avec les nombreuses mesures que l'Union européenne a adoptées ces dernières années.

La directive a modifié les directives précédentes sur la performance énergétique des bâtiments (2010/31/UE) et sur l'efficacité énergétique (2012/27/UE), exigeant que les grands bâtiments non résidentiels soient équipés de systèmes d'automatisation et de contrôle d'ici 2025. La limite à considérer comme ”grands bâtiments”, dans ce cas, la puissance nominale effective des systèmes de climatisation (ou des systèmes combinés de climatisation et de ventilation) qui doit dépasser 290 kW.

Dans la directive, l'attention du Parlement européen et du Conseil s'est concentrée sur les avantages énergétiques qu'apporte l'utilisation de l'automatisation et du contrôle des bâtiments. En fait, l'Union européenne vise un système énergétique durable d'ici 2050 avec pour objectif de décarboniser le parc immobilier, qui représente environ 36% des émissions totales de CO2.

C'est pourquoi les systèmes d'automatisation et de contrôle doivent surveiller, enregistrer et analyser l'utilisation de l'énergie dans les bâtiments et permettre de les adapter à tout moment. Afin de réduire la consommation d'énergie, il est également recommandé de détecter les pertes d'efficacité et d'informer en temps utile la personne responsable des installations ou de la gestion du bâtiment.

Enfin, l'utilisation de systèmes ”ouverts” est un point clé. Les systèmes ouverts sont nécessaires pour permettre la communication avec les installations et autres équipements à l'intérieur du bâtiment et pour être interopérables avec les technologies, systèmes et dispositifs des différents fabricants.

Dans un bâtiment tertiaire, l'éclairage joue un rôle très important; il doit avant tout répondre aux exigences visuelles de base à l'intérieur du bâtiment, assurer un éclairage correct des postes de travail et éviter les reflets. De plus en plus, l'éclairage est également utilisé pour mettre en valeur les caractéristiques architecturales intérieures et extérieures du bâtiment.

Cependant, la lumière a aussi des effets émotionnels et biologiques et est un facteur déterminant pour le bien-être, l'humeur et la santé des gens. C'est simplement parce que la lumière régule l'horloge intérieure de l'homme. HCL, Human Centric Lighting, part de cet aspect et place l'homme au centre du projet d'éclairage du bâtiment. L'objectif est de se rapprocher le plus possible des effets de la lumière naturelle, même en intérieur, en l'intégrant au besoin à une lumière artificielle d'intensité et de couleur appropriées.

Traduire le principe HCL en un véritable système d'éclairage pour le secteur tertiaire est désormais possible et pratique, grâce à la disponibilité de sources lumineuses réglables en intensité et en couleur, telles que les LED de dernière génération, et de dispositifs de commande pour l'automatisation du bâtiment. Ainsi, la lumière artificielle soutient le rythme biologique de ceux qui passent la journée entière à l'intérieur des bâtiments, améliore leur bien-être et leur santé et favorise la concentration au travail.

Les bâtiments construits ou rénovés conformément aux dernières exigences légales offrent un potentiel considérable d'augmentation de l'efficacité énergétique, mais pour exploiter pleinement ce potentiel, il est nécessaire d'optimiser le fonctionnement des différents systèmes techniques. Les systèmes d'automatisation du bâtiment le prévoient.

Selon la norme UNI EN 15232, lors de la phase de conception, il est possible d'évaluer les économies d'énergie obtenues en adoptant des niveaux d'automatisation croissants et de placer le bâtiment dans une des quatre classes d'efficacité énergétique définies: de A (plus efficace) à D (moins efficace).

Classe A: comprend les bâtiments à haute performance énergétique, équipés de systèmes de contrôle et d'automatisation (BACS) et de gestion technique des installations (TBM) caractérisés par des niveaux élevés de précision et d'exhaustivité du contrôle automatique.

Classe B: il s'agit des bâtiments à énergie avancée, avec des systèmes de contrôle et d'automatisation (BACS) et des systèmes techniques de gestion des installations (TBM) qui permettent un contrôle centralisé.

Classe C: comprend les bâtiments standard du point de vue énergétique, équipés de systèmes de contrôle et d'automatisation (BACS) avec fonctionnalité de base. C'est également la classe utilisée comme référence pour le calcul des facteurs d'efficacité.

Classe D: comprend les bâtiments qui ne sont pas éconergétiques et qui n'ont que des systèmes techniques traditionnels, sans aucune automatisation.

L'arrêté interministériel du 26 juin 2015 (dit ” Exigences minimales ”) a apporté une innovation importante, prescrivant pour les bâtiments non résidentiels un niveau minimal d'automatisation correspondant à la classe B pour le contrôle, la régulation et la gestion des technologies des bâtiments et des systèmes de chauffage (BACS).

Plus d'informations

• UNI EN 15232-1:2017 Performance énergétique des bâtiments - Partie 1 : Impact de l'automatisation, du contrôle et de la gestion technique des bâtiments
• Arrêté interministériel du 26 juin 2015 - Adaptation des directives nationales pour la certification énergétique des bâtiments

BIM signifie Building Information Modeling et indique une méthodologie pour optimiser et mieux gérer les phases de conception et de construction d'un bâtiment. Le BIM est utilisé pour suivre une méthode de travail qui implique la génération d'un modèle de bâtiment qui peut également gérer les données du cycle de vie complet grâce à des modèles virtuels multidimensionnels générés numériquement au moyen d'un logiciel spécifique.

Ekinex est prêt pour l'ère BIM. La bibliothèque de produits BIM est disponible en format Autodesk Revit® 2016/2019 pour téléchargement sur www.ekinex.com. Le logiciel ekinex BIM Content Creator est un véritable configurateur avancé de la gamme de produits qui s'enrichira à l'avenir de mises à jour et d'extensions.

Le principal avantage de l'adoption de la méthodologie BIM est la représentation 3D au stade de la conception, qui accélère les processus, réduit les délais de livraison et permet de détecter les erreurs et les imprécisions en premier. La plus grande efficacité dans le partage de l'information et un contrôle plus précis de tous les processus impliqués, permettent également de contenir les coûts et de planifier à l'avance les opérations de maintenance.

Le BIM est un processus standard pour tous les bâtiments et est en cours d'intégration dans la législation européenne suite à la transposition de la directive 2014/24/UE sur les marchés publics, qui exige son inclusion dans les procédures de marchés publics des États membres.

En Italie, la directive a été transposée par le décret n° 560 du 1er décembre 2017, qui fixe les procédures et les délais pour l'introduction progressive de méthodes et d'outils de modélisation électronique pour la construction et les infrastructures. Le décret prévoit l'obligation d'appliquer la méthodologie BIM à partir du 1er janvier 2019 pour les travaux d'une valeur supérieure à 100 millions d'euros, puis de 2019 à 2025 sera introduite en Italie l'obligation pour tous les contrats de nouveaux travaux publics.

Plus d'informations

• Directive 2014/24/UE du Parlement européen et du Conseil du 26 février 2014 sur les marchés publics
• Arrêté ministériel n° 560 du 01/12/2017

Le haut niveau d'isolation et les fenêtres et portes à haut rendement utilisés dans les nouveaux bâtiments ou dans les bâtiments ayant fait l'objet de rénovations importantes pour satisfaire aux exigences en matière d'efficacité énergétique de la directive 91/2002/CE (et de la législation ultérieure) ont considérablement réduit les pertes de chaleur vers le monde extérieur, avec des effets très positifs sur l'efficacité énergétique.

En même temps, ces interventions ont en fait rendu les bâtiments étanches à l'air, replaçant le thème de la ventilation et du renouvellement de l'air dans les espaces confinés au centre de l'attention. Cependant, il s'agit de fonctions qui peuvent nécessiter beaucoup d'énergie pour le fonctionnement des appareils de ventilation et nécessitent donc un contrôle avancé: le simple contrôle du temps n'est pas entièrement satisfaisant et ne peut être considéré que comme un consensus général pour la définition des plages horaires de fonctionnement. Pour assurer une qualité d'air élevée et, en même temps, une faible consommation d'énergie, il est conseillé de mesurer un ou plusieurs paramètres environnementaux pour ajuster automatiquement le débit d'air frais à introduire dans les pièces. C'est le concept de ventilation en fonction de la demande réelle, également connu sous le nom de DCV o Demand Controlled Ventilation. 

De nombreux paramètres environnementaux sont disponibles dans un bâtiment équipé d'un système d'automatisation ekinex: par exemple la température, l'humidité relative, la concentration en CO2 ou en TVOC, la présence ou l'absence de personnes dans l'environnement, la date et l'heure, le fonctionnement des autres fonctions du bus, etc. Le concept de ventilation est également appelé DCV (Demand controlled Ventilation). Selon les besoins, ces paramètres peuvent être utilisés individuellement ou liés à des fonctions logiques. Avec ce type de commande avancée, l'économie d'énergie est double: le temps d'activation des unités de ventilation est réduit et le débit d'air frais à traiter, avant d'entrer dans la pièce, est réduit par chauffage, refroidissement, humidification et déshumidification.

Contrôle basé sur la valeur CO2 ou TVOC?
Le choix du paramètre de contrôle du renouvellement d'air dépend principalement de l'utilisation prévue des pièces. Lorsque la variabilité du taux d'occupation est très élevée ou imprévisible (comme dans les salles de réunion, les salles de classe ou les petits locaux commerciaux), le CO2 est l'indicateur le plus utilisé car sa concentration (mesurée en p.p.m. ou parties par million) est directement liée à l'activité humaine et, en particulier, à la respiration. Bien que le CO2 ne soit pas nocif pour la santé humaine (sauf en très fortes concentrations, mais difficile à atteindre), il a un impact direct sur la capacité de concentration et la productivité des occupants.

Par contre, lorsque le nombre de personnes dans l'environnement est prévisible et limité, la détection des composés organiques volatils (ou COV des composés organiques volatils), un ensemble de produits chimiques organiques émis en continu par les meubles, les peintures, les solvants de nettoyage, les adhésifs ou autres matériaux synthétiques en raison de leur volatilité élevée, peut-être plus significative. Le paramètre de référence devient alors la concentration de TVOC (Total Volatile Organic compound), généralement mesurée en p.p.b. (parts per billion).

Il y a quelques années, la directive 2010/31/UE sur la performance énergétique des bâtiments a introduit le concept de bâtiments à consommation énergétique presque nulle (nZEB ”nearly Zero Energy Building”). Elle prescrit également une feuille de route : à partir du 31 décembre 2018, les nouveaux bâtiments occupés par (et appartenant à) des autorités publiques seront la nZEB, tandis qu'à partir du 31 décembre 2020 l'obligation sera étendue à tous les nouveaux bâtiments.

Qu'entend-on par bâtiment à consommation d'énergie presque nulle?
La directive le définit comme ”...un bâtiment à très haute performance énergétique pour lequel la demande énergétique est très faible ou presque nulle et qui devrait être couvert dans une très large mesure par l'énergie produite à partir de sources renouvelables, y compris l'énergie produite localement ou à proximité ”. D'une part, il faut donc réduire la quantité d'énergie utilisée pour les principales fonctions du bâtiment: chauffage, climatisation, ventilation, production d'eau chaude et éclairage des locaux. D'autre part, il convient d'utiliser davantage les sources d'énergie renouvelables et, en particulier, celles qui sont disponibles à proximité du bâtiment.

Quelles technologies pour un bâtiment nZEB?
Pour la construction d'un bâtiment nZEB, une combinaison de technologies est utilisée cas par cas, résultant non seulement de la disponibilité des ressources économiques, mais aussi de facteurs climatiques et comportementaux. Bien entendu, les technologies passives qui affectent l'enveloppe du bâtiment, telles que l'isolation, les portes et fenêtres à haut rendement ou l'inertie thermique de la masse, constituent la base. Mais les technologies actives prennent de plus en plus d'importance aujourd'hui, comme l'utilisation de la lumière du soleil pour l'éclairage et la fourniture gratuite de chaleur pour le chauffage, le free-cooling, les sources renouvelables (photovoltaïque, solaire thermique, micro vent, biomasse) ou la récupération de l'efficacité des systèmes CVC. Toutes ces technologies doivent fonctionner de manière intégrée et coordonnée et les utilisateurs finaux doivent être informés de leur efficacité et de leur confort: c'est pourquoi, dans un bâtiment nZEB, le rôle joué par l'automatisation du bâtiment est de plus en plus important.

Dans les bâtiments tertiaires, les installations techniques doivent aujourd’hui gérer une combinaison complexe de fonctions : chauffage, refroidissement, ventilation, humidification, déshumidification et renouvellement de l’air. Pour garantir des conditions optimales de confort et de bien-être aux occupants, ces systèmes doivent s’adapter en permanence à la saison, aux conditions climatiques extérieures, aux paramètres environnementaux intérieurs et aux besoins spécifiques des utilisateurs, tout en respectant des objectifs rigoureux en matière d’efficacité énergétique.

Dans ce contexte, le contrôle précis des paramètres environnementaux devient essentiel. Le capteur multifonction de qualité de l’air EK-ES3-TP constitue une solution avancée pour la surveillance et la gestion intelligente des espaces : un seul appareil compact intègre en effet la mesure de la température, de l’humidité relative, de la concentration en CO₂ et de la qualité de l’air, mettant ces informations à la disposition du système d’automatisation du bâtiment via la norme ouverte et interopérable KNX.

Grâce à sa capacité à communiquer de manière native avec tous les appareils de l’univers KNX, l’EK-ES3-TP permet de mettre en œuvre des stratégies de contrôle intégrées, évitant ainsi la présence de multiples capteurs séparés et réduisant la complexité de l’installation. Les fonctions de surveillance environnementale peuvent être combinées avec celles de régulation afin d’intervenir automatiquement sur les systèmes de ventilation, de climatisation et de traitement de l’air en fonction des conditions réelles de l’environnement.

Un seul appareil extrêmement compact, connecté simplement via un câble bus à deux conducteurs, concentre ainsi de nombreuses fonctions habituellement confiées à des dispositifs distincts. La présence de seuils configurables, de régulateurs et de portes logiques permet en outre de traiter les informations provenant des différents composants de l’installation ekinex, en créant des logiques avancées de contrôle de la ventilation basées sur les besoins réels (DCV – Demand Controlled Ventilation).

Il en résulte un environnement plus sain et plus confortable, avec une qualité de l’air surveillée en permanence et une utilisation plus efficace de l’énergie, grâce à la possibilité d’activer le renouvellement de l’air uniquement lorsque cela est réellement nécessaire.

Combien de fois arrive-t-il, dans les bâtiments, de voir des lumières allumées ou des systèmes de climatisation en marche alors qu’il n’y a personne ? Dans de nombreuses situations, la simple commande manuelle des équipements ne suffit pas à garantir une utilisation efficace de l’énergie. Pour réduire le gaspillage, optimiser le fonctionnement des installations et prolonger la durée de vie des équipements, il est essentiel d’intégrer des systèmes automatiques capables de détecter avec précision la présence et les mouvements des personnes à l’intérieur des locaux.

Les nouveaux capteurs de présence et de mouvement ekinex KNX constituent une solution de pointe pour le contrôle intelligent des espaces. Disponibles pour une installation au plafond ou murale, ils intègrent des technologies de détection avancées et permettent de gérer automatiquement différentes fonctions du bâtiment, de l’éclairage à la climatisation, jusqu’aux logiques les plus sophistiquées d’automatisation des espaces.

En cas d’absence prolongée, les capteurs peuvent commander l’extinction ou la réduction de la consommation avec des délais configurables en fonction de la fonction contrôlée. L’éclairage, par exemple, peut être désactivé peu après le départ des personnes de la pièce, tandis que pour les systèmes CVC, il est possible de définir des délais plus longs, en maintenant les conditions de confort pendant de courtes périodes d’absence et en réduisant progressivement la consommation d’énergie en cas d’occupation intermittente.

Grâce à leur intégration complète dans la norme ouverte et interopérable KNX, les capteurs ekinex peuvent communiquer avec tous les appareils de l’installation, créant ainsi des scénarios personnalisés et des logiques automatiques basées sur les conditions réelles d’utilisation des espaces. De cette manière, chaque pièce devient plus efficace, confortable et durable, en adaptant le fonctionnement des installations à la présence effective des occupants.