ISO 52016-3:2023
(Main)Energy performance of buildings — Energy needs for heating and cooling, internal temperatures and sensible and latent heat loads — Part 3: Calculation procedures regarding adaptive building envelope elements
Energy performance of buildings — Energy needs for heating and cooling, internal temperatures and sensible and latent heat loads — Part 3: Calculation procedures regarding adaptive building envelope elements
This document specifies procedures for the calculation of the energy needs for heating and cooling, internal temperatures and sensible and latent heat loads of a building according to the hourly calculation methodology in ISO 52016-1. Additions or modifications of the calculations are provided in this document if the building envelope contains one or more adaptive building envelope elements (building envelope elements with adaptive components that are either environmentally or actively controlled as a function of specific conditions). The adaptive building envelope element replaces the transparent building element in the calculation according to ISO 52016-1. The three types of adaptive building envelope elements covered in this document are: — building envelope elements with dynamic solar shading; — building envelope elements with chromogenic glazing; — building envelope elements with an actively ventilated cavity. Environmentally activated control is described for building envelope elements with chromogenic glazing, but can also occur for other types of adaptive building envelope elements. In that case the same approach applies as for environmentally activated chromogenic glazing. This document is applicable to the assessment of the energy performance of buildings (EPB) (energy performance labels and certificates), including comparison between buildings and checking conformity with minimum energy performance criteria. It is also applicable to assess the contribution of the adaptive building envelope element to the smart readiness of a building. In addition, this document provides indicators for the impact of the adaptive building envelope element on the performance of the building compared to a reference building envelope element. It is applicable to buildings at the design stage, to new buildings after construction and to existing buildings in the use phase. This document is not applicable to geometrically complex adaptive building envelope elements that can only be modelled as multiple coupled thermal zones. NOTE The background to the selection of adaptive building envelope elements is given in ISO/TR 52016-4.
Performance énergétique des bâtiments — Besoins d’énergie pour le chauffage et le refroidissement, les températures intérieures et les chaleurs sensible et latente — Partie 3: Méthodes de calcul des éléments adaptables de l’enveloppe du bâtiment
Le présent document spécifie les méthodes de calcul des besoins d’énergie pour le chauffage et le refroidissement, les températures intérieures et les charges de chaleurs sensible et latente d’un bâtiment conformément à la méthodologie de calcul horaire de l’ISO 52016-1. Des ajouts ou des modifications de calculs sont fournis dans le présent document si l’enveloppe du bâtiment contient un ou plusieurs éléments adaptables (éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés de composants adaptables qui sont régulés soit par l’environnement soit de façon active en fonction de conditions spécifiques). L’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment remplace l’élément de bâtiment transparent dans le calcul conformément à l’ISO 52016-1. Les trois types d’éléments adaptables de l’enveloppe du bâtiment couverts par le présent document sont les suivants: — les éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés d’une protection solaire dynamique; — les éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés d’un vitrage chromogène; — les éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés d’une cavité à ventilation active. La régulation activée par l’environnement est décrite pour les éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés d’un vitrage chromogène, mais peut également se produire pour d’autres types d’éléments adaptables de l’enveloppe du bâtiment. Dans ce cas, la même approche que pour le vitrage chromogène activé par l’environnement s’applique. Le présent document s’applique à l’évaluation de la performance énergétique des bâtiments (PEB) (étiquettes et certificats de performance énergétique), y compris à la comparaison entre les bâtiments et à la vérification de la conformité par rapport aux critères de performance énergétique minimale. Il s’applique également à l’évaluation de la contribution de l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment au degré de préparation d’un bâtiment intelligent. En outre, le présent document fournit des indicateurs d’impact de l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment sur la performance du bâtiment par rapport à un élément de référence de l’enveloppe du bâtiment. Il s’applique aux bâtiments au stade de la conception, aux bâtiments neufs après leur construction et aux bâtiments existants dans la phase d’utilisation. Il ne s’applique pas aux éléments adaptables, géométriquement complexes, de l’enveloppe du bâtiment qui peuvent être modélisés uniquement sous la forme de multiples zones thermiques couplées. NOTE Le contexte de la sélection d’éléments adaptables de l’enveloppe du bâtiment est donné dans l’ISO/TR 52016-4.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 52016-3
First edition
2023-09
Energy performance of buildings —
Energy needs for heating and cooling,
internal temperatures and sensible
and latent heat loads —
Part 3:
Calculation procedures regarding
adaptive building envelope elements
Performance énergétique des bâtiments — Besoins d’énergie pour
le chauffage et le refroidissement, les températures intérieures et les
chaleurs sensible et latente —
Partie 3: Méthodes de calcul des éléments adaptables de l’enveloppe
du bâtiment
Reference number
© ISO 2023
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols, subscripts and abbreviated terms . 4
4.1 Symbols . 4
4.2 Subscripts . . 5
4.3 Abbreviated terms . 7
5 Description of the method . 7
5.1 Output of the method . . 7
5.2 General description of the method . 7
6 Calculation method . 9
6.1 Output data . 9
6.2 Calculation time intervals . 10
6.3 Input data . 10
6.3.1 General . 10
6.3.2 Input data of a simplified adaptive building envelope element . 11
6.3.3 Input data of a detailed adaptive building envelope element . 11
6.3.4 Control related input data . 13
6.3.5 Climatic input data . 15
6.3.6 Constants and physical data . 15
6.3.7 Input data from Annex A and Annex B . 15
6.4 Properties of the adaptive building envelope element . 15
6.4.1 General .15
6.4.2 Simplified or detailed adaptive building envelope element . 16
6.4.3 Properties of a simplified adaptive building envelope element . 17
6.4.4 Model and properties of a detailed adaptive building envelope element . 24
6.5 Connection of the model of the adaptive building envelope element to the model of
the thermal zone of ISO 52016-1 . 25
6.5.1 Simplified adaptive building envelope element . 25
6.5.2 Detailed adaptive building envelope element . 25
6.6 Selection of control type .25
6.7 Modelling of the control of the environmentally activated adaptive building
envelope element .26
6.8 Modelling of the control scenario for the actively controlled adaptive building
envelope element . 27
6.8.1 General . 27
6.8.2 Selection of conditions and events . 27
6.8.3 Selection of sensors.29
6.8.4 Selection of methods to identify the conditions or events .29
6.8.5 Basic rules for the reference control scenario .36
6.8.6 Modelling of the user behaviour .38
6.8.7 Reference control scenarios .39
6.9 Hourly calculation procedures . 42
6.10 Post-processing: performance characteristics . 42
7 Quality control .43
8 Conformance check .43
Annex A (normative) Input and method selection data sheet — Template .45
Annex B (informative) Input and method selection data sheet — Default choices .46
iii
Annex C (normative) Reference control scenarios for adaptive building envelope elements
with active solar shading or chromogenic glazing .48
Bibliography .54
iv
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed
patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received
notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are
cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent
database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all
such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by ISO Technical Committee ISO/TC 163, Thermal performance and energy
use in the built environment, Subcommittee SC 2, Calculation methods in collaboration with the European
Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 89, Thermal performance of
buildings and building components, in accordance with the Agreement on technical cooperation between
ISO and CEN (Vienna Agreement).
A list of all the parts in the ISO 52016 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
Introduction
This document, along with other international standards, assesses the overall energy performance of
buildings (EPB). Throughout this document, this group of standards is referred to as the “set of EPB
1)
standards”. A list of the standards in this set can be found on the EPB Center website.
All EPB standards follow specific rules to ensure overall consistency, unambiguity and transparency.
All EPB standards provide a certain flexibility with regard to the methods, the required input data and
references to other EPB standards, by the introduction of a normative template in Annex A and Annex B
with informative default choices.
The main target groups for this document are architects, engineers and regulators.
Further target groups are parties who want to motivate their assumptions by classifying the EPB for a
dedicated building stock.
This document is also important for manufacturers and suppliers of adaptive building envelope
elements.
Background information, including justification, explanation and demonstration of the calculation
2)
procedures in this document, is provided in ISO/TR 52016-4 .
The subset of EPB standards prepared under the responsibility of ISO/TC 163/SC 2 cover inter alia:
— calculation procedures on the overall energy use and EPB;
— calculation procedures on the internal temperature in buildings (e.g. in case of no space heating or
cooling);
— indicators for partial EPB requirements related to thermal energy balance and fabric features;
— calculation methods covering the performance and thermal, hygrothermal, solar and visual
characteristics of specific parts of the building and specific building elements and components, such
as opaque envelope elements, ground floor, windows and facades.
ISO/TC 163/SC 2 cooperates with other Technical Committees for the details on, for example, appliances,
technical building systems and indoor environment.
This document presents procedures for taking into account the effect of adaptive building envelope
elements in the calculation of the energy needs for heating and cooling, internal temperatures and
sensible and latent heat loads according to ISO 52016-1.
This document takes precedence if there is a conflict with any provision in ISO 52016-1.
NOTE 1 For instance some of the simplified calculation procedures in ISO 52016-1:2017, Annex G, Dynamic
transparent building elements, are in conflict with the more refined procedures in this document.
Default references to EPB standards other than ISO 52000-1 are identified by the EPB module code
number and given in Annex A (normative template in Table A.1) and Annex B (informative default choice
in Table B.1).
EXAMPLE EPB module code number: M5–5, or M5–5.1 (if module M5–5 is subdivided), or M5–5/1 (if
reference to a specific clause of the standard covering M5–5).
1) https://epb.center/support/documents.
2) Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/WD TR 52016-4.
vi
Table 1 shows the relative position of this document within the set of EPB standards in the context of
the modular structure as set out in ISO 52000-1.
[7]
NOTE 2 In ISO/TR 52000-2 the same table can be found, with, for each module, the numbers of the relevant
EPB standards and accompanying technical reports that are published or under preparation.
NOTE 3 The modules in Tables A.1 and B.1 represent EPB standards, although one EPB standard can cover
more than one module and one module can be covered by more than one EPB standard, for instance a simplified
and a detailed method respectively.
Table 1 — Position of this document (in casu M2-2 and M2-3), within the modular structure of
the set of EPB standards
Building
Overarching Technical building systems
(as such)
e.g.
Submod- Descrip- Descrip-
PV,
ule tions tions
wind
sub1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
Gener-
1 General General
al
Common ISO
terms and 52016-
Building
definitions; 3 (this
a
2 energy Needs
symbols, docu-
needs
units and ment)
subscripts
(Free) ISO
Maxi-
Indoor 52016-
mum
Applica- condi- 3 (this
3 load
tions tions docu-
and
without ment)
power
systems
Ways
Ways to
Ways to to ex-
express
express press
4 energy
energy per- energy
perfor-
formance perfor-
mance
mance
Building
Heat Emis-
categories
transfer sion
5 and build-
by trans- and
ing bounda-
mission control
ries
Heat
Building
transfer Distri-
occupan-
by infil- bution
6 cy and
tration and
operating
and ven- control
conditions
tilation
a
The shaded modules are not applicable.
vii
Descriptions
Heating
Cooling
Ventilation
Humidification
Dehumidification
Domestic hot
water
Lighting
Building automa-
tion and control
TTabablele 1 1 ((ccoonnttiinnueuedd))
Building
Overarching Technical building systems
(as such)
e.g.
Submod- Descrip- Descrip-
PV,
ule tions tions
wind
sub1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
Aggre-
gation of Stor-
Internal
energy age
7 heat
services and
gains
and energy control
carriers
Gener-
Solar
Building ation
8 heat
zoning and
gains
control
Load
dis-
Building patch-
Calculated
dynamics ing and
9 energy per-
(thermal oper-
formance
mass) ating
condi-
tions
Meas- Meas-
Measured ured ured
10 energy per- energy energy
formance perfor- perfor-
mance mance
In-
Inspec-
11 Inspection spec-
tion
tion
Ways to
express
12 BMS
indoor
comfort
External
environ-
ment condi-
tions
Economic
calculation
a
The shaded modules are not applicable.
viii
Descriptions
Heating
Cooling
Ventilation
Humidification
Dehumidification
Domestic hot
water
Lighting
Building automa-
tion and control
INTERNATIONAL STANDARD ISO 52016-3:2023(E)
Energy performance of buildings — Energy needs for
heating and cooling, internal temperatures and sensible
and latent heat loads —
Part 3:
Calculation procedures regarding adaptive building
envelope elements
1 Scope
This document specifies procedures for the calculation of the energy needs for heating and cooling,
internal temperatures and sensible and latent heat loads of a building according to the hourly
calculation methodology in ISO 52016-1. Additions or modifications of the calculations are provided
in this document if the building envelope contains one or more adaptive building envelope elements
(building envelope elements with adaptive components that are either environmentally or actively
controlled as a function of specific conditions). The adaptive building envelope element replaces the
transparent building element in the calculation according to ISO 52016-1.
The three types of adaptive building envelope elements covered in this document are:
— building envelope elements with dynamic solar shading;
— building envelope elements with chromogenic glazing;
— building envelope elements with an actively ventilated cavity.
Environmentally activated control is described for building envelope elements with chromogenic
glazing, but can also occur for other types of adaptive building envelope elements. In that case the same
approach applies as for environmentally activated chromogenic glazing.
This document is applicable to the assessment of the energy performance of buildings (EPB) (energy
performance labels and certificates), including comparison between buildings and checking conformity
with minimum energy performance criteria.
It is also applicable to assess the contribution of the adaptive building envelope element to the smart
readiness of a building.
In addition, this document provides indicators for the impact of the adaptive building envelope element
on the performance of the building compared to a reference building envelope element. It is applicable
to buildings at the design stage, to new buildings after construction and to existing buildings in the use
phase.
This document is not applicable to geometrically complex adaptive building envelope elements that can
only be modelled as multiple coupled thermal zones.
NOTE The background to the selection of adaptive building envelope elements is given in ISO/TR 52016-4.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 7345, Thermal insulation — Physical quantities and definitions
ISO 15099, Thermal performance of windows, doors and shading devices — Detailed calculations
ISO 52000-1, Energy performance of buildings — Overarching EPB assessment — Part 1: General
framework and procedures
ISO 52016-1:2017, Energy performance of buildings — Energy needs for heating and cooling, internal
temperatures and sensible and latent heat loads — Part 1: Calculation procedures
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7345, ISO 9488, ISO 52000-1,
ISO 52016-1, and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
adaptive building envelope element
building envelope or part of it with at least one layer having physical properties that can be adapted in a
reversible way as a (passive, intrinsic) response to transient conditions or actively controlled to adjust
to transient conditions or changing priorities
Note 1 to entry: A part of a building envelope can be a product or assembly consisting of single or multiple layers,
usually with transparent components.
EXAMPLE 1 Examples of an adaptive building envelope element:
— a window or facade with dynamic solar shading (3.7) (blind or shutter);
— a window with chromogenic glazing (3.6);
— a window or façade with an actively ventilated cavity (3.8).
EXAMPLE 2 Examples of conditions:
— external, such as climate;
— internal, such as occupants’ requirements;
— local, such as material temperature.
EXAMPLE 3 Example of physical properties:
— thermal;
— optical;
— structural.
EXAMPLE 4 Example of changing priorities:
— minimizing the building energy use;
— optimizing indoor environment conditions;
— minimizing glare;
— maximizing privacy.
3.2
actively controlled adaptive component
component with properties that vary as a function of specific situations or events, which can be the
result of an active intervention
EXAMPLE Examples of such specific situations or events: set points (e.g. time, temperature, air flow,
irradiance, illuminance), occupant intervention, complex algorithm.
3.3
environmentally activated adaptive component
component with properties that vary passively as a function of specific situations or events due to an
intrinsic characteristic, without the possibility for an active intervention
EXAMPLE Examples of such specific situations or events: material temperature, irradiance or illuminance,
solar position.
Note 1 to entry: Also known as passive or intrinsic control.
3.4
environmentally activated adaptive building envelope element
building envelope element with one or more environmentally activated adaptive components
3.5
actively controlled adaptive building envelope element
building envelope element with one or more actively controlled adaptive components
3.6
chromogenic glazing
glazing with optical and visual properties that can vary (passively or actively) as a function of a specific
environmental condition
EXAMPLE
— thermochromic glazing (passive);
— thermotropic glazing (passive).
— photochromic glazing (passive);
— electrochromic glazing (active);
— liquid crystal glazing (active);
— suspended particle device (active).
3.7
dynamic solar shading
product installed to provide or modify characteristics (e.g. thermal, visual, security level) of a window,
door, curtain walling or facade, to which it is applied
EXAMPLE
— internal blind (e.g. venetian blind, roller blind, vertical blind, pleated blind, honeycomb blind);
— external blind (e.g. vertical roller blind, external venetian blind);
— integrated blind (e.g. venetian blind, roller blind);
— blind in a closed cavity façade (e.g. unventilated);
— shutters (e.g. roller shutter, wing shutter, concertina shutter).
Note 1 to entry: Adapted from EN 12216:2018, 3.1.
3.8
actively ventilated cavity
cavity between two layers of glazings, or similar material, that is part of a building envelope element
that can be intentionally ventilated with the purpose to exchange heat between the air and these layers
or the internal environment
EXAMPLE Naturally, hybrid or mechanically ventilated cavity
— in a double envelope facade,
— in a window with integrated venetian or roller blinds, and
— with fixed or operated vent openings.
Note 1 to entry: A building envelope element with ventilation openings that can be operated to control ventilation
of the building or building part, without thermal interaction within the building envelope element itself, is not
considered as an adaptive building envelope element (3.1) with actively ventilated cavity. This also applies to
ventilative cooling, which is a complementary potential technique to decrease the need for mechanical cooling
and to increase thermal comfort.
3.9
simplified adaptive building envelope element
adaptive building envelope element (3.1) that is described with a model in which the thermal, daylight
and solar properties, for a given state, can be pre-calculated
Note 1 to entry: The same (simplified) model as used to describe a transparent building element in
ISO 52016-1:2017, 6.5.7.4.
3.10
detailed adaptive building envelope element
adaptive building envelope element (3.1) that is described with a more complex model than a simplified
adaptive building envelope element (3.9)
Note 1 to entry: For a given state, the thermal, daylight and solar properties of the adaptive building envelope
element depend on the conditions. These are calculated at each time interval on the basis of the model and the
properties of the individual components.
3.11
illuminance
quotient of the luminous flux incident on an element of the surface containing
the point, divided by the area of that element
−2
Note 1 to entry: This is expressed in lux, 1 lx = 1 lm·m .
[SOURCE: ISO 16817:2017, 3.12, modified — Symbols were removed.]
3.12
daylight illuminance
E
v
illuminance produced by daylight
4 Symbols, subscripts and abbreviated terms
4.1 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in ISO 52000-1 and the following apply.
Table 2 — Symbols
Symbol Name of quantity Unit
A area m
a solar absorption coefficient —
sol
b temperature reduction factor —
E daylight illuminance lx
v
g total solar energy transmittance —
H height m
2.
h surface coefficient of heat transfer W/(m K)
I solar irradiance W/m
sol
L Length, width m
N number of items (integer only) —
P probability —
a
Q quantity of heat kWh
q heat flow density W/m
q air (volume) flow rate m /h
V
R thermal resistance m ⋅K/W
T thermodynamic temperature K
T accumulated over- or under-temperature K⋅h
a
t time s
2.
U thermal transmittance W/( m K)
θ Celsius temperature °C
Φ heat flow rate, heat load, power W
a
Hours (h) are used as the unit of time instead of seconds when aggregating heat or energy flow (W) to
quantity of heat or energy (kWh).
4.2 Subscripts
For the purposes of this document, the subscripts given in ISO 52000-1 apply.
In addition, subscripts from ISO 52016-1 that apply to this document are given in Table 3.
NOTE Relevant subscripts already given in ISO 52000-1 are included, if necessary, for the understanding of
this document.
Table 3 — Subscripts from ISO 52016-1 that apply to this document
Subscript Term Subscript Term Subscript Term
c
a air int internal or indoor s surface
an annual i internal se surface external
a a
C cooling L lighting r radiation, radiative
c structure, construction ld load re radiative external (~r;e)
element
c convection, convective lim limited set set-point
a
Type of energy use (energy service).
b
The subscript "e" is used for the term "external", in contrast with "internal", but if there is a risk of confusion between
"external" to (for instance) a construction in general and "external", meaning outdoor environment, then the term "outdoor"
is recommended for the latter.
c
The subscript "int" is used for the term "internal", in contrast with "external", but if there is a risk of confusion between
"internal" in a construction and "internal" in a building or thermal zone, then the term "indoor" is recommended for the
latter.
TTabablele 3 3 ((ccoonnttiinnueuedd))
Subscript Term Subscript Term Subscript Term
calc calculation lr long-wave radiation sh shading
ce convective external m monthly sht shutter
(~c;e)
ci convective internal mn mean sol solar
(~c;i)
day daily n normal to surface spec specific
dayl daylight nd need st state
b
e external or outdoor noc unoccupied period sup supply
eff effective oc occupants sys system
el element occ occupied period tot total
gl glazing, glazed ele- oel opaque element tr transmission (heat transfer)
ment
a
H heating op operative, opaque V visual
ht heat transfer p projected ve ventilation (heat transfer)
i,j,k,z indexes ri radiative internal w window
(~r;i)
hyst hysteresis zt thermal zone
dglare daylight glare
a
Type of energy use (energy service).
b
The subscript "e" is used for the term "external", in contrast with "internal", but if there is a risk of confusion between
"external" to (for instance) a construction in general and "external", meaning outdoor environment, then the term "outdoor"
is recommended for the latter.
c
The subscript "int" is used for the term "internal", in contrast with "external", but if there is a risk of confusion between
"internal" in a construction and "internal" in a building or thermal zone, then the term "indoor" is recommended for the
latter.
NOTE In this document subscripts that are indexed (counting 1, 2, …) can be found written in two ways:
— the comprehensive way: by adding an index (e.g. i) to the subscript, separated by a comma and written in
italics, e.g. "w,i", for a variable related to a window, for window element i;
— the short way: as the subscript itself written in italics.
EXAMPLE "m" is the monthly value of a variable, for the month m;
— this is short for "m,i": the monthly value of a variable, for the month i.
Similarly, if there is no risk of confusion, it is also possible to write: "wi" instead of "w,i".
Addition subscripts given in Table 4 apply.
Table 4 — Additional subscripts
Subscript Term Subscript Term Subscript Term
adapt adaptive limHE operative temperature stA, stB, … states of a specific dimension of
limit between heating variation (A, B are placeholders
and neutral mode for more specific subscripts
chro chromogenic limRL upper limit for low ra- vest ventilation related state
diation mode
close closed limRH lower limit for high
radiation mode
TTabablele 4 4 ((ccoonnttiinnueuedd))
Subscript Term Subscript Term Subscript Term
limCO operative temperature limTH limit between high and
limit between neutral very high operative
and cooling mode temperature
limGY lower limit for glare limTN limit between fine and
mode high operative tem-
perature
limLL limit between normal st state; in case of varia-
and low daylight mode tions in more than one
dimension: a unique
combination of states
in each dimension
4.3 Abbreviated terms
For the purposes of this document, the abbreviated terms given in ISO 52000-1:2017, Clause 4 and
Table 5 below apply.
Table 5 — Abbreviated terms
Abbreviated Term
term
AVF active ventilated façade
CCD charge-coupled device
DGP daylight glare probability
HVAC heating, ventilation and air conditioning
n.a. not applicable
PIR passive infrared
ZT thermal zone
5 Description of the method
5.1 Output of the method
The output of the calculation is the output of the hourly calculation methodology of ISO 52016-1:2017,
6.1.
Additional output consists of key performance indicators to show the difference between the
performance of the thermal zone with the adaptive building envelope element against reference or
other building envelope elements.
5.2 General description of the method
The calculation procedure consists of the following steps:
Step 1:
Identify the type of adaptive building envelope element (6.4).
Step 2:
— If the adaptive building envelope element is “simplified”: gather the input data of the
adaptive building envelope element (see 6.4.3).
— If the adaptive building envelope element is “detailed”: determine the details of the model
the adaptive building envelope element and gather the input data of its components (see
6.4.4).
Step 3:
Connect the model of the adaptive building envelope element to the model of the thermal zone
in ISO 52016-1 (see 6.5).
Step 4:
Select the control scenario
Select the control type (see 6.6)
EXAMPLE 1 Environmentally activated or actively controlled (manual, motorized, automated)
For an environmentally activated adaptive building envelope element (see 6.7)
For an actively controlled adaptive building envelope element (6.8), with the following sub-steps:
a) Select the applicable conditions and events for the control and select which methods
apply to identify the conditions and events (6.8.2).
b) Select the applicable sensors to detect the conditions or events and gather the
associated extra input data (6.8.3).
EXAMPLE 2 Solar irradiance or illuminance meter; clock + location + algorithm to
identify sun position.
c) Selection of methods to identify the conditions or events (6.8.4)
EXAMPLE 3 For daytime versus night time: measured solar irradiance, calculated sun
path or pre-calculated table with sunrise and sunset.
d) Apply the reference control scenario (6.8.7), based on a number of assumptions and
rules (6.8.5 and 6.8.6).
EXAMPLE 4 Roller blinds fully extended when high solar irradiance.
e) Specify the criteria (values) for the conditions and events as a function of control type,
space category and other factors (6.8.7).
Step 5:
Perform the hourly calculation according to ISO 52016-1 with the additions and adaptations
from Step 1 through Step 4 (see 6.9).
Step 6:
Post-processing of the output of the calculation (6.10).
NOTE 1 Worked examples are provided in ISO 52016-4.
The overviews of all output data with indication of the possible destination (6.1) and all input data with
indication of the source (6.3) enable to check the overall consistency between related EPB standards,
where the output of one EPB standard is needed as input for the other.
NOTE 2 This conforms to the common template for each of the EPB standards.
The first steps of the calculation procedure are more generic than needed for the specific reference
control scenarios. In this way the calculation procedures are ready to cover other, e.g. more novel and
complex technologies, in a later update.
6 Calculation method
6.1 Output data
Subclause 6.1 provides the overview of all output data. When and how these output data are produced
is specified in 6.4 to 6.10.
NOTE This subclause conforms to the common template for each of the EPB standards. It enables to check
input-output relations between the EPB standards and availability of output data.
The output of the calculation is given in ISO 52016-1:2017, Tables 2 to 10. Additional output is given in
Table 6, which lists the key performance indicators for the difference between the performance of the
thermal zone with the adaptive building envelope element against reference or other building envelope
elements.
Table 6 — Output data — Key performance indicators of the adaptive building envelope element
against a reference element
c
Description Symbol Unit Validity Intended Varying
a
interval destination
b
module
Absolute difference in annual (a) ΔQ kWh/(m .a) - ∞ to ∞ M2-4 N
H/C/HC;nd;zt
heating, (b) cooling and (c) heating
plus cooling needs per m useful
floor area of the thermal zone, zt
Relative difference in annual (a) dQ % - ∞ to ∞ M2-4 N
H/C/HC;nd;zt
heating, (b) cooling and (c) heating
plus cooling needs per m useful
floor area of the thermal zone, zt
Absolute difference in annual (a) ΔT K⋅h - ∞ to ∞ M2-4 N
low/high;z-
low resp. (b) high temperatures: ac-
t;an
cumulated hours of indoor operative
temperature of the thermal zone zt,
during occupancy below 20 °C resp.
d
above 25 °C
Relative difference in annual (a) low dT % - ∞ to ∞ M2-4 N
low/high;z-
resp. (b) high temperatures: accu-
t;an
mulated hours of indoor operative
temperature of the thermal zone, zt
,during occupancy below 20 °C resp.
d
above 25 °C
a
Practical range, informative.
b
Informative.
c
“Varying”: value can vary over time: different values per time interval, for instance: hourly values or monthly values
(not constant values over the year).
d
In the context of the improvement of the set of EPB standards, specifications for a winter and summer thermal comfort
score is under preparation, based on EN 16798-1, to replace this performance indicator in the future.
e 2
with subscript gl instead of w for the optical properties, because the daylight and solar properties are per m of
projected transparent area.
TTabablele 6 6 ((ccoonnttiinnueuedd))
c
Description Symbol Unit Validity Intended Varying
a
interval destination
b
module
Monthly or annual mean thermal U W/(m K) 0 to 5 M2-4 Y (M)
w;mn;m/an
transmittance or U-value of the
adaptive building envelope element
w, weighted by indoor-outdoor tem-
perature difference
Monthly or annual mean solar trans- g - 0 to 1 M2-4 Y (M)
gl;mn;m/an
mittance or g-value of the trans-
parent part of the adaptive building
envelope element w, weighted by
e
incident irradiance
Monthly or annual mean daylight τ - 0 to 1 M2-4 Y (M)
V;gl;mn;m/an
transmittance, τ of the transpar-
V
ent part of the adaptive building
envelope element w, weighted by
e
incident illuminance
a
Practical range, informative.
b
Informative.
c
“Varying”: value can vary over time: different values per time interval, for instance: hourly values or monthly values
(not constant values over the year).
d
In the context of the improvement of the set of EPB standards, specifications for a winter and summer thermal comfort
score is under preparation, based on EN 16798-1, to replace this performance indicator in the future.
e 2
with subscript gl instead of w for the optical properties, because the daylight and solar properties are per m of
projected transparent area.
6.2 Calculation time intervals
The calculation time intervals shall be hourly.
If daily, monthly or yearly data are needed, they may be aggregated from hourly data by taking the
monthly mean or monthly total values and adding the subscript corresponding with the period (d, m,
an). The number of hours per month can be aggregated in the same way.
NOTE 1 The hourly time interval corresponds to the time intervals needed for energy calculations and the
availability of hourly integrated solar irradiance data. If data on shorter time intervals is available, the method
can be applied to shorter time intervals.
NOTE 2 For glare prevention, the hourly time interval can be too large, possibly leading to an unrealistically
optimistic scenario. As mitigation, a conservative criterion for glare risk is applied.
A simplified monthly calculation can be developed at national level on the basis of statistical evaluation
of a range of test cases calculated with the hourly method. The principles of a simplified method are
provided in ISO 52016-1:2017, Annex G.
6.3 Input data
6.3.1 General
Subclause 6.3 provides the overview of all input data. When and how these input data are needed is
specified in 6.4 to 6.10.
NOTE This subclause conforms to the common template for each of the EPB standards. It enables to check
input-output relations between the EPB standards and availability of input data from other sources.
Input data for calculation according to ISO 52016-1:2017, 6.3 shall be used with additions as shown in
6.3.2, 6.3.4 and 6.3.5.
6.3.2 Input data of a simplified adaptive building envelope element
The list of input data of the adaptive building envelope element as given in ISO 52016-1:2017, Table 14
for transparent building elements (including windows or curtain walls), for the hourly calculation
procedures, applies with the following differences:
Table 7 applies for the thermal, daylight and solar properties for each state, st, as specified in 6.6.
Table 7 — Input data for the thermal, daylight and solar properties of a simplified adaptive
building envelope element
a b c
Name Symbol Unit Validity interval Origin Varying
Thermal transmittance of the adaptive
building envelope element, for each U W/(m ·K) 0 to 10 M2-5 Yes
w;st
state st
Total solar energy transmittance of the
d
transparent part of the adaptive build- g - 0 to 1 M2-8 Yes
gl;st
ing envelope element, for each state st
Daylight transmittance of the trans-
d
parent part of the adaptive building τ - 0 to 1 M2-8 Yes
V;gl;st
envelope element, for each state st
a
Practical range, informative.
b
For example: EPB module or (e.g. product) standard or "local" (type, geometry).
c
"Varying": value can vary over time: different values per time interval, for example: hourly values or monthly values
(not constant values over the year).
d 2
with subscript gl instead of w for the optical properties, because the daylight and solar properties are per m of
projected transparent area.
NOTE An adaptive building envelope element with actively ventilated cavity is, as a rule, considered as a
detailed adaptive building envelope element using a complex model, but a simplified approach, as
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 52016-3
Première édition
2023-09
Performance énergétique des
bâtiments — Besoins d’énergie pour
le chauffage et le refroidissement,
les températures intérieures et les
chaleurs sensible et latente —
Partie 3:
Méthodes de calcul des éléments
adaptables de l’enveloppe du bâtiment
Energy performance of buildings — Energy needs for heating and
cooling, internal temperatures and sensible and latent heat loads —
Part 3: Calculation procedures regarding adaptive building envelope
elements
Numéro de référence
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .2
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles, indices et abréviations .5
4.1 Symboles . 5
4.2 Indices . 5
4.3 Abréviations. 7
5 Description de la méthode . 7
5.1 Résultats de la méthode . 7
5.2 Description générale de la méthode . 8
6 Méthode de calcul .9
6.1 Données de sortie . . 9
6.2 Intervalles temporels de calcul . 10
6.3 Données d’entrée . 11
6.3.1 Généralités . 11
6.3.2 Données d’entrée d’un élément adaptable simplifié de l’enveloppe du
bâtiment . 11
6.3.3 Données d’entrée d’un élément adaptable détaillé de l’enveloppe du
bâtiment .12
6.3.4 Données d’entrée liées à la régulation . 14
6.3.5 Données d’entrée climatiques . . 16
6.3.6 Constantes et données physiques . 17
6.3.7 Données d’entrée de l’Annexe A et de l’Annexe B . 17
6.4 Propriétés de l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment . 17
6.4.1 Généralités . 17
6.4.2 Élément adaptable simplifié ou détaillé de l’enveloppe du bâtiment . 18
6.4.3 Propriétés d’un élément adaptable simplifié de l’enveloppe du bâtiment . 19
6.4.4 Modèle et propriétés d’un élément adaptable détaillé de l’enveloppe du
bâtiment . 27
6.5 Liaison du modèle de l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment avec le
modèle de la zone thermique de l’ISO 52016-1 .28
6.5.1 Élément adaptable simplifié de l’enveloppe du bâtiment .28
6.5.2 Élément adaptable détaillé de l’enveloppe du bâtiment .28
6.6 Choix du type de régulation .29
6.7 Modélisation de la régulation de l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment
activé par l’environnement . 30
6.8 Modélisation du scénario de régulation pour l’élément adaptable de l’enveloppe du
bâtiment à régulation active . 30
6.8.1 Généralités .30
6.8.2 Sélection des conditions et événements . 31
6.8.3 Sélection des capteurs . 32
6.8.4 Sélection des méthodes pour identifier les conditions ou les événements .33
6.8.5 Règles de base pour les scénarios de régulation de référence .40
6.8.6 Modélisation du comportement de l’utilisateur . 43
6.8.7 Scénarios de régulation de référence.44
6.9 Méthodes de calcul horaire .46
6.10 Post-traitement: caractéristiques de performance .46
7 Contrôle qualité .47
8 Contrôle de conformité .47
iii
Annexe A (normative) Données d’entrée et fiche technique pour la sélection de la
méthode — Modèle .49
Annexe B (informative) Fiche technique de sélection des entrées et des méthodes —
Choix par défaut .51
Annexe C (normative) Scénarios de régulation de référence pour les éléments adaptables
de l’enveloppe du bâtiment dotés d’une protection solaire active ou d’un vitrage
chromogène .53
Bibliographie .59
iv
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner
l’utilisation d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et
à l’applicabilité de tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent
document, l’ISO n’avait pas reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa
mise en application. Toutefois, il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent
document que des informations plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de
brevets, disponible à l’adresse www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de brevets.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 163, Performance thermique et
utilisation de l’énergie en environnement bâti, sous-comité SC 2, Méthodes de calcul, de l’Organisation
internationale de normalisation (ISO), en collaboration avec le comité technique CEN/TC 89, Performance
thermique des bâtiments et des composants du bâtiment, du Comité européen de normalisation (CEN),
conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Une liste de toutes les parties de la série ISO 52016 se trouve sur le site Web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Le présent document, ainsi que d’autres Normes internationales, évaluent la performance énergétique
globale des bâtiments (PEB). À travers le présent document, ce groupe de normes est appelé «ensemble
1)
de normes PEB». Une liste des normes de cet ensemble se trouve sur le site Web du Centre PEB .
Toutes les normes PEB respectent des règles spécifiques afin de garantir la cohérence,
l’absence d’ambigüité et la transparence de l’ensemble.
Toutes les normes PEB offrent une certaine souplesse quant aux méthodes, aux données d’entrée
exigées et aux références à d’autres normes PEB en introduisant un modèle normatif à l’Annexe A et à
l’Annexe B avec des choix par défaut donnés à titre informatif.
Les principaux groupes cibles du présent document sont les architectes, les ingénieurs et les autorités
de réglementation.
D’autres groupes cibles sont les acteurs qui désirent justifier leurs propositions en caractérisant la PEB
d’un ensemble de bâtiments spécifiques.
Le présent document est également important pour les fabricants et les fournisseurs d’éléments
adaptables de l’enveloppe du bâtiment.
Des informations générales, y compris la justification, l’explication et la démonstration des méthodes de
2)
calcul du présent document, sont fournies dans l’ISO/TR 52016-4 .
Le sous-ensemble des normes PEB élaborées sous la responsabilité de l’ISO/TC 163/SC 2 couvre entre
autres:
— les méthodes de calcul relatives à l’utilisation globale de l’énergie et à la PEB;
— les méthodes de calcul relatives à la température intérieure des bâtiments (par exemple, en l’absence
de chauffage ou de refroidissement des locaux);
— les indicateurs des exigences de PEB partielle liées aux éléments du bilan énergétique thermique et
aux éléments d’enveloppe;
— les méthodes de calcul couvrant la performance et les caractéristiques thermiques, hygrothermiques,
solaires et visuelles des parties spécifiques du bâtiment et des parois et composants spécifiques du
bâtiment, tels que les éléments opaques de l’enveloppe, le plancher bas, les fenêtres et les façades.
L’ISO/TC 163/SC 2 coopère avec d’autres comités techniques pour les détails concernant, par exemple,
les appareils, les systèmes techniques des bâtiments et l’environnement intérieur.
Le présent document présente les méthodes de prise en compte de l’effet des éléments adaptables de
l’enveloppe du bâtiment dans le calcul des besoins d’énergie pour le chauffage et le refroidissement,
les températures intérieures et les chaleurs sensible et latente conformément à l’ISO 52016-1.
Le présent document prévaut en cas de conflit avec l’une des dispositions de l’ISO 52016-1.
NOTE 1 Par exemple, certaines des méthodes de calcul simplifiées de l’Annexe G, Éléments de bâtiment
transparents et dynamiques, de l’ISO 52016-1:2017, sont en conflit avec les méthodes plus précises du présent
document.
Les références par défaut à des normes PEB différentes de l’ISO 52000-1 sont identifiées par le numéro
de code du module PEB et données à l’Annexe A (modèle normatif dans le Tableau A.1) et l’Annexe B
(choix par défaut indiqué à titre informatif dans le Tableau B.1).
EXEMPLE Numéro de code de module PEB: M5–5, M5–5.1 (en cas de subdivision du module M5–5) ou M5-
5/1 (en cas de référence à un article spécifique de la norme couvrant M5-5).
1) https://epb.center/support/documents.
2) En cours d’élaboration. Stade à la date de publication : ISO/WD TR 52016-4.
vi
Le Tableau 1 indique la position relative du présent document dans l’ensemble des normes PEB dans le
contexte de la structure modulaire définie par l’ISO 52000-1.
[7]
NOTE 2 L’ISO/TR 52000-2 contient le même tableau avec, pour chaque module, les numéros des normes PEB
pertinentes et les rapports techniques associés qui ont été publiés ou qui sont en cours de préparation.
NOTE 3 Les modules indiqués dans les Tableaux A.1 et B.1 représentent les normes PEB; toutefois, une même
norme PEB peut couvrir plus d’un module et un module peut être couvert par plus d’une norme PEB, comme dans
le cas d’une méthode simplifiée et d’une méthode détaillée, respectivement.
vii
Tableau 1 — Position du présent document (dans le cas présent M2-2 et M2-3) dans la structure
modulaire de l’ensemble de normes PEB
Cadre Bâtiment (en tant que tel) Systèmes techniques du bâtiment
sub1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
1 Généralités Généralités Généralités
Termes et
définitions, Besoins éner- ISO 52016-3
a
2 symboles, uni- gétiques du (le présent Besoins
tés et indices bâtiment document)
communs
Conditions
ISO 52016-3 Charge et
intérieures
3 Applications (le présent puissance
(libres) sans
document) maximales
systèmes
Manières Manières Manières
d’exprimer la d’exprimer la d’exprimer la
performance performance performance
énergétique énergétique énergétique
Catégories de Transfert
bâtiments et thermique Émission et
limites des par transmis- régulation
bâtiments sion
Occupation Transfert
du bâtiment thermique
Distribution
6 et conditions par infiltra-
et régulation
de fonctionne- tion et venti-
ment lation
Agrégation
de services Apports
Stockage et
7 énergétiques de chaleur
régulation
et vecteurs internes
énergétiques
Zonage du Apports Génération et
bâtiment solaires régulation
Répartition
Dynamique
Performance de la charge
du bâtiment
9 énergétique et conditions
(masse ther-
calculée de fonctionne-
mique)
ment
Performance Performance Performance
10 énergétique énergétique énergétique
mesurée mesurée mesurée
11 Inspection Inspection Inspection
a
Les modules grisés ne sont pas applicables.
viii
Sous-module
Descriptions
Descriptions
Descriptions
Chauffage
Refroidissement
Ventilation
Humidification
Déshumidification
Eau chaude sanitaire
Éclairage
Automatisation et
régulation du bâtiment
Par exemple, photovol-
taïque, éolien
TTabableleaauu 1 1 ((ssuuiitte)e)
Cadre Bâtiment (en tant que tel) Systèmes techniques du bâtiment
sub1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11
Systèmes
Manières
de gestion
d’exprimer le
12 technique
confort inté-
du bâtiment
rieur
(GTB)
Conditions de
13 l’environne-
ment extérieur
Calculs écono-
miques
a
Les modules grisés ne sont pas applicables.
ix
Sous-module
Descriptions
Descriptions
Descriptions
Chauffage
Refroidissement
Ventilation
Humidification
Déshumidification
Eau chaude sanitaire
Éclairage
Automatisation et
régulation du bâtiment
Par exemple, photovol-
taïque, éolien
NORME INTERNATIONALE ISO 52016-3:2023(F)
Performance énergétique des bâtiments — Besoins
d’énergie pour le chauffage et le refroidissement, les
températures intérieures et les chaleurs sensible et
latente —
Partie 3:
Méthodes de calcul des éléments adaptables de l’enveloppe
du bâtiment
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les méthodes de calcul des besoins d’énergie pour le chauffage et le
refroidissement, les températures intérieures et les charges de chaleurs sensible et latente d’un
bâtiment conformément à la méthodologie de calcul horaire de l’ISO 52016-1. Des ajouts ou des
modifications de calculs sont fournis dans le présent document si l’enveloppe du bâtiment contient un
ou plusieurs éléments adaptables (éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés de composants adaptables
qui sont régulés soit par l’environnement soit de façon active en fonction de conditions spécifiques).
L’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment remplace l’élément de bâtiment transparent dans le
calcul conformément à l’ISO 52016-1.
Les trois types d’éléments adaptables de l’enveloppe du bâtiment couverts par le présent document sont
les suivants:
— les éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés d’une protection solaire dynamique;
— les éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés d’un vitrage chromogène;
— les éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés d’une cavité à ventilation active.
La régulation activée par l’environnement est décrite pour les éléments de l’enveloppe du bâtiment dotés
d’un vitrage chromogène, mais peut également se produire pour d’autres types d’éléments adaptables
de l’enveloppe du bâtiment. Dans ce cas, la même approche que pour le vitrage chromogène activé par
l’environnement s’applique.
Le présent document s’applique à l’évaluation de la performance énergétique des bâtiments (PEB)
(étiquettes et certificats de performance énergétique), y compris à la comparaison entre les bâtiments
et à la vérification de la conformité par rapport aux critères de performance énergétique minimale.
Il s’applique également à l’évaluation de la contribution de l’élément adaptable de l’enveloppe du
bâtiment au degré de préparation d’un bâtiment intelligent.
En outre, le présent document fournit des indicateurs d’impact de l’élément adaptable de l’enveloppe
du bâtiment sur la performance du bâtiment par rapport à un élément de référence de l’enveloppe
du bâtiment. Il s’applique aux bâtiments au stade de la conception, aux bâtiments neufs après leur
construction et aux bâtiments existants dans la phase d’utilisation.
Il ne s’applique pas aux éléments adaptables, géométriquement complexes, de l’enveloppe du bâtiment
qui peuvent être modélisés uniquement sous la forme de multiples zones thermiques couplées.
NOTE Le contexte de la sélection d’éléments adaptables de l’enveloppe du bâtiment est donné dans
l’ISO/TR 52016-4.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 7345, Performance thermique des bâtiments et des matériaux pour le bâtiment — Grandeurs physiques
et définitions
ISO 15099, Performance thermique des fenêtres, portes et stores — Calculs détaillés
ISO 52000-1, Performance énergétique des bâtiments — Évaluation cadre PEB — Partie 1: Cadre général
et modes opératoires
ISO 52016-1:2017, Performance énergétiques des bâtiments — Besoins d'énergie pour le chauffage et le
refroidissement, les températures intérieures et les chaleurs sensible et latente — Partie 1: Méthodes de
calcul
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 7345, l’ISO 9488,
l’ISO 52000-1, l’ISO 52016-1 ainsi que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment
enveloppe du bâtiment ou une partie de celle-ci, dont au moins une couche a des propriétés physiques
qui peuvent être adaptées de manière réversible en réponse (passive, intrinsèque) à des conditions
transitoires ou être régulées de façon active pour s’adapter à des conditions transitoires ou à des
changements de priorités
Note 1 à l'article: Une partie de l’enveloppe du bâtiment peut être un produit ou un assemblage constitué d’une
seule ou de plusieurs couches, généralement doté de composants transparents.
EXEMPLE 1 Exemples d’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment:
— une fenêtre ou une façade dotée d’une protection solaire dynamique (3.7) (store ou volet);
— une fenêtre dotée d’un vitrage chromogène (3.6);
— une fenêtre ou une façade dotée d’une cavité à ventilation active (3.8).
EXEMPLE 2 Exemples de conditions:
— externes, comme le climat;
— internes, comme les exigences des occupants;
— locales, comme la température des matériaux.
EXEMPLE 3 Exemples de propriétés physiques:
— thermiques;
— optiques;
— structurelles.
EXEMPLE 4 Exemples de changements de priorités:
— réduire le plus possible la consommation d’énergie du bâtiment;
— optimiser les conditions de l’environnement intérieur;
— réduire le plus possible l’éblouissement;
— maximiser l’intimité.
3.2
composant adaptable à régulation active
composant dont les propriétés varient en fonction de situations ou d’événements spécifiques
susceptibles de découler d’une intervention active
EXEMPLE Exemples de situations ou événements spécifiques: points de consigne (par exemple, heure,
température, flux d’air, irradiance, éclairement), intervention de l’occupant, algorithme complexe.
3.3
composant adaptable activé par l’environnement
composant dont les propriétés varient de façon passive en fonction de situations ou d’événements
spécifiques dus à une caractéristique intrinsèque, sans possibilité d’intervention active
EXEMPLE Exemples de situations ou événements spécifiques: température d’un matériau, irradiance ou
éclairement, position du soleil.
Note 1 à l'article: à l’article: Phénomène également appelé régulation passive ou intrinsèque.
3.4
élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment activé par l’environnement
élément de l’enveloppe du bâtiment doté d’un ou de plusieurs composants adaptables activés par
l’environnement
3.5
élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment à régulation active
élément de l’enveloppe du bâtiment doté d’un ou de plusieurs composants adaptables à régulation active
3.6
vitrage chromogène
vitrage dont les propriétés optiques et visuelles peuvent varier (de façon passive ou active) en fonction
d’une condition environnementale spécifique
EXEMPLE
— vitrage thermochrome (passif);
— vitrage thermotrope (passif);
— vitrage photochrome (passif);
— vitrage électrochrome (actif);
— vitrage à cristaux liquides (actif);
— dispositif à particules en suspension (actif).
3.7
protection solaire dynamique
produit installé pour offrir ou modifier les caractéristiques (par exemple, thermiques, visuelles,
niveau de sécurité) d’une fenêtre, d’une porte, d’une façade rideau ou d’une façade auquel il s’applique
EXEMPLE
— store intérieur (par exemple, store vénitien, store à enroulement, store à lames verticales, store
plissé, store en nid d’abeille);
— store extérieur (par exemple, store vertical à enroulement, store vénitien extérieur);
— store intégré (par exemple, store vénitien, store à enroulement);
— store dans une façade à cavité fermée (par exemple, non ventilée);
— volets (par exemple, volet roulant, volet battant, jalousie, etc.).
Note 1 à l'article: Adaptée de l’EN 12216:2018, 3.1.
3.8
cavité à ventilation active
cavité, entre deux couches de vitrages, ou de matériau similaire, qui fait partie d’un élément de
l’enveloppe du bâtiment et peut être intentionnellement ventilée dans le but d’échanger de la chaleur
entre l’air et ces couches ou l’environnement intérieur
EXEMPLE Cavité ventilée de manière naturelle, hybride ou mécanique:
— dans une façade à double enveloppe;
— dans une fenêtre dotée de stores vénitiens ou à enroulement intégrés; et
— dotée d’ouvertures d’aération fixes ou actionnables.
Note 1 à l'article: Un élément de l’enveloppe du bâtiment doté d’ouvertures d’aération qui peuvent être
actionnées pour réguler la ventilation du bâtiment ou d’une partie du bâtiment, sans interaction thermique
au sein de l’élément de l’enveloppe du bâtiment à proprement parler, n’est pas considéré comme un élément
adaptable de l’enveloppe du bâtiment (3.1) doté d’une cavité à ventilation active. Ce point s’applique également
au refroidissement par ventilation, qui est une technique complémentaire susceptible de réduire le besoin de
refroidissement mécanique et d’augmenter le confort thermique.
3.9
élément adaptable simplifié de l’enveloppe du bâtiment
élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment (3.1) décrit selon un modèle doté de propriétés thermiques,
lumineuses et solaires qui, pour un état donné, peuvent être précalculées
Note 1 à l'article: Le même modèle (simplifié) que celui utilisé pour décrire un élément de bâtiment transparent
en 6.5.7.4 de l’ISO 52016-1:2017.
3.10
élément adaptable détaillé de l’enveloppe du bâtiment
élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment (3.1) qui est décrit à l’aide d’un modèle plus complexe qu’un
élément adaptable simplifié de l’enveloppe du bâtiment (3.9)
Note 1 à l'article: Pour un état donné, les propriétés thermiques, lumineuses et solaires de l’élément adaptable de
l’enveloppe du bâtiment dépendent des conditions. Elles sont calculées à chaque intervalle de temps en fonction
du modèle et des propriétés des différents composants.
3.11
éclairement
quotient du flux lumineux reçu sur un élément de la surface contenant le
point divisé par l’aire de cet élément
−2
Note 1 à l'article: Il est exprimé en lux, 1 lx = 1 lm·m .
[SOURCE: ISO 16817:2017, 3.12, modifié — Les symboles ont été supprimés.]
3.12
éclairement lumineux naturel
E
v
éclairement produit par la lumière du jour
4 Symboles, indices et abréviations
4.1 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans l’ISO 52000-1 ainsi que les suivants
s’appliquent.
Tableau 2 — Symboles
Symbole Grandeur Unité
A surface m
a coefficient d’absorption solaire —
sol
b facteur de réduction de la température —
E éclairement lumineux naturel lx
v
g facteur de transmission énergétique solaire totale —
H hauteur m
2.
h coefficient de transfert thermique surfacique W/(m K)
I irradiance (rayonnement) solaire W/m
sol
L Longueur, largeur m
N nombre d’éléments (nombre entier uniquement) —
P probabilité —
a
Q quantité de chaleur kWh
q densité de flux thermique W/m
q débit volumique d’air m /h
V
R résistance thermique m ⋅K/W
T température thermodynamique K
T excès de température cumulé ou insuffisance de température cumulée K⋅h
a
t temps, durée s
2.
U coefficient de transmission thermique W/(m K)
θ température en degrés Celsius °C
Φ flux thermique, charge thermique, puissance W
a
L’heure (h) est utilisée au lieu de la seconde comme unité de temps en cas d’agrégation d’un flux thermique ou
énergétique (W) à une quantité de chaleur ou d’énergie (kWh).
4.2 Indices
Pour les besoins du présent document, les indices donnés dans l’ISO 52000-1 s’appliquent.
En outre, les indices de l’ISO 52016-1 qui s’appliquent au présent document sont présentés dans le
Tableau 3.
NOTE Les indices pertinents donnés dans l’ISO 52000-1 sont inclus s’ils sont nécessaires pour la
compréhension du présent document.
Tableau 3 — Indices de l’ISO 52016-1 qui s’appliquent au présent document
Indice Terme Indice Terme Indice Terme
c
a air int interne ou intérieur s surface
an annuel i intérieur se surface extérieure
a a
C refroidissement L éclairage r rayonnement, radiatif
c structure, élément de ld charge re radiatif extérieur (~r;e)
construction
c convection, convectif lim limité set point de consigne
calc calcul lr rayonnement de grande sh protection
longueur d’onde
ce convectif extérieur m mensuel sht volet
(~c;e)
ci convectif intérieur mn moyen sol solaire
(~c;i)
day quotidien n perpendiculaire à la surface spec spécifique
dayl lumière du jour nd besoin st état
b
e externe ou extérieur noc période d’inoccupation sup alimentation
eff effectif oc occupants sys système
el élément occ période d’occupation tot total
gl vitrage, élément vitré oel élément opaque tr transmission (transfert
thermique par)
a
H chauffage op opératif, opaque V visuel
ht transfert thermique p projeté ve ventilation (transfert
thermique par)
i,j,k,z indices ri radiatif intérieur (~r;i) w fenêtre
hyst hystérésis zt zone thermique
dglare éblouissement par la
lumière naturelle
a
Type d’utilisation de l’énergie (service énergétique).
b
L’indice «e» est utilisé pour le terme «externe», par opposition à «interne». Cependant, en cas de risque de confusion
entre «externe» pour (par exemple) une construction de manière générale et «externe», dans le sens d’environnement
extérieur, le terme «extérieur» est recommandé pour ce dernier.
c
L’indice «int» est utilisé pour le terme «interne», par opposition à «externe». Cependant, en cas de risque de confusion
entre «interne» dans une construction et «interne» dans un bâtiment ou une zone thermique, le terme «intérieur» est
recommandé pour ce dernier.
NOTE Dans le présent document, les indices qui portent un indice secondaire (numérotation 1, 2…)
apparaissent de deux manières:
— la manière complète: en ajoutant un indice secondaire (i par exemple) à l’indice, séparé par une virgule et mis
en italique (par exemple, «w,i», pour une variable liée à une fenêtre, pour un élément de fenêtre i);
— la manière courte: sous la forme de l’indice lui-même, mis en italique.
EXEMPLE «m» est la valeur mensuelle d’une variable, pour le mois m.
— il s’agit de la notation courte de «m,i»: la valeur mensuelle d’une variable, pour le mois i.
De même s’il n’existe aucun risque de confusion, il est également possible d’écrire: «wi» plutôt que «w,i».
Les indices supplémentaires indiqués dans le Tableau 4 s’appliquent.
Tableau 4 — Indices supplémentaires
Indice Terme Indice Terme Indice Terme
adapt adaptable limHE limite de température stA, stB… états d’une dimension spéci-
opérative entre le mode fique de variation (A, B sont
chauffage et le mode des caractères de substitu-
neutre tion pour des indices plus
spécifiques)
chro chromogène limRL limite supérieure pour le vest état lié à la ventilation
mode à faible rayonne-
ment
close fermé limRH limite inférieure pour le
mode à fort rayonnement
limCO limite de tempéra- limTH limite entre une tempéra-
ture opérative entre ture opérative élevée et
le mode neutre et le une température opéra-
mode refroidissement toire très élevée
limGY limite inférieure pour limTN limite entre une tempé-
le mode éblouissement rature opérative bonne et
une température opéra-
toire élevée
limLL limite entre le mode st état; en cas de variations
lumière du jour nor- dans plus d’une dimen-
male et faible sion: une combinaison
unique d’états dans
chaque dimension
4.3 Abréviations
Pour les besoins du présent document, les abréviations données dans l’Article 4 de l’ISO 52000-1:2017
et le Tableau 5 ci-dessous s’appliquent.
Tableau 5 — Abréviations
Abréviation Terme
AVF façade à ventilation active
CCD dispositif à couplage de charges
DGP probabilité d’éblouissement par la lumière naturelle
HVAC chauffage, ventilation et climatisation d’air
PIR infrarouge passif
s.o. sans objet
ZT zone thermique
5 Description de la méthode
5.1 Résultats de la méthode
Le résultat du calcul est le résultat de la méthodologie de calcul horaire en 6.1 de l’ISO 52016-1:2017.
Le résultat supplémentaire consiste en des indicateurs clés de performance permettant de montrer la
différence de performance entre une zone thermique dotée d’un élément adaptable de l’enveloppe du
bâtiment et une zone thermique dotée d’un élément de référence ou d’autres éléments de l’enveloppe du
bâtiment.
5.2 Description générale de la méthode
La méthode de calcul comprend les étapes suivantes:
Étape 1:
Identifier le type d’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment (6.4).
Étape 2:
— Si l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment est «simplifié»: rassembler les données
d’entrée de l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment (voir en 6.4.3).
— Si l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment est «détaillé»: déterminer les détails
du modèle de l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment et rassembler les données
d’entrée de ses composants (voir en 6.4.4).
Étape 3:
Relier le modèle de l’élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment au modèle de la zone ther-
mique de l’ISO 52016-1 (voir en 6.5).
Étape 4:
Sélectionner le scénario de régulation.
Sélectionner le type de régulation (voir en 6.6).
EXEMPLE 1 Activé par l’environnement ou à régulation active (manuel, motorisé, automa-
tisé).
Pour un élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment activé par l’environnement (voir en 6.7).
Pour un élément adaptable de l’enveloppe du bâtiment à régulation active (6.8), suivre les sous-
étapes suivantes:
a) sélectionner les conditions et événements applicables à la régulation et sélectionner les
méthodes qui s’appliquent pour identifier les conditions et événements (6.8.2);
b) sélectionner les capteurs applicables pour identifier les conditions ou les événements
et recueillir les données d’entrée supplémentaires associées (6.8.3);
EXEMPLE 2 Compteur d’éclairement ou d’irradiance solaire; horloge + localisation +
algorithme pour identifier la position du soleil.
c) sélectionner les méthodes pour identifier les conditions ou les événements (6.8.4);
EXEMPLE 3 Pour différencier le jour et la nuit: irradiance solaire mesurée, course du
soleil calculée ou tableau précalculé à l’aide des heures de lever et coucher du soleil.
d) appliquer le scénario de régulation de référence (6.8.7), basé sur un certain nombre
d’hypothèses et de règles (6.8.5 et 6.8.6);
EXEMPLE 4 Stores à enroulement entièrement déployés en cas de forte irradiance
solaire.
e) spécifier les critères (valeurs) pour les conditions et événements en fonction du type de
régulation, de la catégorie d’espace et d’autres facteurs (6.8.7).
Étape 5:
Effectuer le calcul horaire conformément à l’ISO 52016-1, en appliquant les ajouts et adaptations
de l’Étape 1 à l’Étape 4 (voir en 6.9).
Étape 6:
Effectuer le post-traitement des résultats du calcul (6.10).
NOTE 1 Des exemples pratiques sont donnés dans l’ISO/TR 52016-4.
Les aperçus de toutes les données de sortie avec indication de la destination possible (6.1) et de toutes
les données d’entrée avec indication de la source (6.3) permettent de vérifier la cohérence globale entre
les normes PEB apparentées, lorsque les résultats d’une seule norme PEB sont nécessaires comme
données d’entrée pour l’autre.
NOTE 2 Cette méthode est conforme au modèle commun à chacune des normes PEB.
Les premières étapes de la méthode de calcul sont plus génériques que celles nécessaires pour les
scénarios de régulation de référence spécifiques. De cette façon, les méthodes de calcul sont prêtes
pour couvrir d’autres technologies, par exemple des technologies plus récentes et plus complexes, dans
une mise à jour ultérieure.
6 Méthode de calcul
6.1 Données de sortie
Le paragraphe 6.1 fournit un aperçu de toutes les données de sortie. La période et la méthode de
production de ces données de sortie sont spécifiées de 6.4 à 6.10.
NOTE Le présent paragraphe est conforme au modèle commun à chacune des normes PEB. Il permet de
vérifier les relations entre les entrées et les sorties des normes PEB, ainsi que la disponibilité des données de
sortie.
Le résultat du calcul est donné dans les Tableaux 2 à 10 de l’ISO 52016-1:2017. Le résultat supplémentaire
est donné dans le Tableau 6, qui répertorie les indicateurs clés de performance permettant de montrer
la différence de performance entre une zone thermique dotée d’un élément adaptable de l’enveloppe du
bâtiment et une zone thermique dotée d’un élément de référence ou d’autres éléments de l’enveloppe du
bâtiment.
Tableau 6 — Données de sortie — Indicateurs clés de performance de l’élément adaptable de
l’enveloppe du bâtiment par rapport à un élément de référence
c
Description Symbole Unité Intervalle Module de Variable
de validi- destination
a b
té prévu
Différence absolue des besoins annuels ΔQ kWh/(m .a) - ∞ à ∞ M2-4 N
H/C/
(a) de chauffage, (b) de refroidissement et
HC;nd;zt
(c) de chauffage plus refroidissement par
m de surface utile de plancher de la zone
thermique, zt
a
Plage pratique, pour information.
b
Pour information.
c
«Variable»: la valeur peut varier dans le temps: différentes valeurs par pas de temps (par exemple, valeurs horaires ou
mensuelles [valeurs non constantes sur l’année]).
d
Dans le cadre de l’amélioration de l’ensemble des normes PEB, des spécifications pour un score de confort thermique
d’hiver et d’été sont en préparation, sur la base de l’EN 16798-1, pour remplacer à l’avenir cet indicateur de performance.
e
L’indice gl remplace l’indice w pour les propriétés optiques, car les propriétés lumineuses et solaires sont exprimées
par m de surface transparente projetée.
TTabableleaauu 6 6 ((ssuuiitte)e)
c
Description Symbole Unité Intervalle Module de Variable
de validi- destination
a b
té prévu
Différence relative des besoins annuels dQ % - ∞ à ∞ M2-4 N
H/C/
(a) de chauffage, (b) de refroidissement et
HC;nd;zt
(c) de chauffage plus refroidissement par
m de surface utile de plancher de la zone
thermique, zt
Différence absolue de températures ΔT K⋅h - ∞ à ∞ M2-4 N
low/
annuelles respectivement (a) basses, (b)
high;zt;an
hautes: heures cumulées de température
opérative intérieure de la zone thermique,
zt, lorsque les locaux sont occupés, respec-
tivement inféri
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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