ISO 13790:2008
(Main)Energy performance of buildings — Calculation of energy use for space heating and cooling
Energy performance of buildings — Calculation of energy use for space heating and cooling
ISO 13790:2008 gives calculation methods for assessment of the annual energy use for space heating and cooling of a residential or a non-residential building, or a part of it, referred to as “the building”. This method includes the calculation of: the heat transfer by transmission and ventilation of the building zone when heated or cooled to constant internal temperature; the contribution of internal and solar heat gains to the building heat balance; the annual energy needs for heating and cooling, to maintain the specified set-point temperatures in the building – latent heat not included; the annual energy use for heating and cooling of the building, using input from the relevant system standards referred to in ISO 13790:2008 and specified in Annex A. ISO 13790:2008 also gives an alternative simple hourly method, using hourly user schedules (such as temperature set-points, ventilation modes or operation schedules of movable solar shading). Procedures are given for the use of more detailed simulation methods to ensure compatibility and consistency between the application and results of the different types of method. ISO 13790:2008 provides, for instance, common rules for the boundary conditions and physical input data irrespective of the calculation approach chosen. ISO 13790:2008 has been developed for buildings that are, or are assumed to be, heated and/or cooled for the thermal comfort of people, but can be used for other types of building or other types of use (e.g. industrial, agricultural, swimming pool), as long as appropriate input data are chosen and the impact of special physical conditions on the accuracy is taken into consideration. The calculation procedures in ISO 13790:2008 are restricted to sensible heating and cooling. The energy use due to humidification is calculated in the relevant standard on the energy performance of ventilation systems, as specified in Annex A; similarly, the energy use due to dehumidification is calculated in the relevant standard on the energy performance of space cooling systems, as specified in Annex A. ISO 13790:2008 is applicable to buildings at the design stage and to existing buildings. The input data directly or indirectly called for by ISO 13790:2008 should be available from the building files or the building itself. If this is not the case, it is explicitly stated at relevant places in ISO 13790:2008 that it may be decided at national level to allow for other sources of information. In this case, the user reports which input data have been used and from which source. Normally, for the assessment of the energy performance for an energy performance certificate, a protocol is defined at national or regional level to specify the type of sources of information and the conditions when they may be applied instead of the full required input.
Performance énergétique des bâtiments — Calcul des besoins d'énergie pour le chauffage et le refroidissement des locaux
L'ISO 13790:2008 présente des méthodes de calcul pour l'évaluation de la consommation annuelle d'énergie pour le chauffage et le refroidissement des locaux d'un bâtiment résidentiel ou non résidentiel, ou d'une partie de celui-ci, qui sera désigné par «le bâtiment». Cette méthode comprend le calcul: a) du transfert de chaleur par transmission et par renouvellement d'air de la zone du bâtiment lorsqu'elle est chauffée ou refroidie à une température interne de consigne; b) de la contribution des apports de chaleur internes et solaires au bilan énergétique du bâtiment; c) des besoins énergétiques annuels pour le chauffage et le refroidissement, pour maintenir les températures de consigne spécifiées dans le bâtiment ? chaleur latente non incluse; et d) de la consommation annuelle d'énergie pour le chauffage et le refroidissement du bâtiment, en utilisant les données d'entrée issues des normes pertinentes relatives à ces systèmes mentionnées dans la présente Norme internationale et spécifiées à l'Annexe A. Le bâtiment peut comporter plusieurs zones ayant des températures de consigne différentes, et peut présenter un chauffage et un refroidissement intermittents. Le pas de calcul est d'un mois ou d'une heure. Pour les bâtiments résidentiels, le calcul peut aussi être effectué sur la base de la saison de chauffage et/ou de refroidissement. L'ISO 13790:2008 donne également une autre méthode horaire simple, en utilisant les programmations horaires des utilisateurs (telles que températures de consigne, régimes de ventilation ou programmes de fonctionnement des dispositifs de protection solaire (ombrage) amovibles). Des procédures sont également données pour l'utilisation de méthodes de simulation plus détaillées pour assurer la compatibilité et la cohérence entre l'application et les résultats des différents types de méthode. La présente Norme internationale fournit, par exemple, des règles communes pour les conditions limites et les données d'entrée physiques, indépendamment de la méthode de calcul choisie. L'ISO 13790:2008 a été élaborée pour des bâtiments qui sont, ou sont supposés être, chauffés et/ou refroidis pour assurer le confort thermique des personnes, mais peut être utilisée pour d'autres types de bâtiment ou d'autres types d'utilisation (par exemple bâtiments industriels, agricoles, piscine), tant que les données d'entrée appropriées sont choisies et que l'impact des conditions physiques particulières sur la précision est pris en compte. Selon le but du calcul, il peut être décidé à l'échelle nationale de fournir des règles de calcul spécifiques pour les locaux dans lesquels les apports de chaleur par des processus ou des procédés sont prédominants (par exemple piscine couverte, salle informatique/salle de serveurs informatiques ou cuisine d'un restaurant). Les procédures de calcul de l'ISO 13790:2008 sont limitées au chauffage et au refroidissement sensibles. La consommation d'énergie liée à l'humidification est calculée dans la norme pertinente relative à la performance énergétique des systèmes de ventilation, telle que spécifiée à l'Annexe A; de la même manière, la consommation d'énergie liée à la déshumidification est calculée dans la norme pertinente relative à la performance énergétique des systèmes de refroidissement des locaux, telle que spécifiée à l'Annexe A. Le calcul n'est pas utilisé pour décider de la nécessité d'un refroidissement mécanique. L'ISO 13790:2008 s'applique aux bâtiments au stade de la conception et aux bâtiments existants. Il convient que les données d'entrée directement ou indirectement requises par la présente Norme internationale soient disponibles dans les dossiers du bâtiment ou dans le bâtiment lui-même. Si ce n'est pas le cas, il est explicitement stipulé aux endroits appropriés de la présente Norme internationale qu'il peut être décidé au niveau national d'autoriser d'autres sources d'information. Dans ce cas, l'utilisateur indique dans le rapport les données d'entrée utilisées
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13790
Second edition
2008-03-01
Energy performance of buildings —
Calculation of energy use for space
heating and cooling
Performance énergétique des bâtiments — Calcul des besoins
d'énergie pour le chauffage et le refroidissement des locaux
Reference number
ISO 13790:2008(E)
©
ISO 2008
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ISO 13790:2008(E)
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Published in Switzerland
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ISO 13790:2008(E)
Contents Page
Foreword. v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions. 3
3.1 Time steps, periods and seasons . 3
3.2 Spaces, zones and areas . 3
3.3 Temperatures . 4
3.4 Energy. 5
3.5 Building heat transfer. 7
3.6 Building heat gains and recoverable system thermal losses . 7
3.7 Building energy balance . 8
4 Symbols . 8
5 Outline of the calculation procedures . 11
5.1 Energy balance of building and systems. 11
5.2 Main structure of calculation procedure . 12
5.3 Different types of calculation method . 15
5.4 Main characteristics of the different methods. 15
5.5 Overall energy balances for building and systems. 16
6 Definition of boundaries and zones. 16
6.1 General. 16
6.2 Boundary of the building for the calculation . 17
6.3 Thermal zones. 17
6.4 Determination of conditioned floor area, A . 20
f
7 Building energy need for space heating and cooling. 21
7.1 Calculation procedure. 21
7.2 Energy need for heating and cooling . 22
7.3 Multiple steps to integrate or isolate interactions. 27
7.4 Length of heating and cooling seasons for operation of season-length-dependent
provisions. 29
8 Heat transfer by transmission . 33
8.1 Calculation procedure. 33
8.2 Total heat transfer by transmission per building zone. 33
8.3 Transmission heat transfer coefficients. 34
8.4 Input data and boundary conditions. 37
9 Heat transfer by ventilation . 38
9.1 Calculation procedure. 38
9.2 Total heat transfer by ventilation per building zone — Seasonal or monthly method. 38
9.3 Ventilation heat transfer coefficients. 39
9.4 Input data and boundary conditions. 45
10 Internal heat gains . 47
10.1 Calculation procedure. 47
10.2 Overall internal heat gains. 47
10.3 Internal heat gain elements — All methods . 49
10.4 Input data and boundary conditions. 49
11 Solar heat gains . 53
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ISO 13790:2008(E)
11.1 Calculation procedure . 53
11.2 Overall solar heat gains. 54
11.3 Solar heat gain elements. 55
11.4 Input data and boundary conditions. 57
12 Dynamic parameters. 61
12.1 Calculation procedure . 61
12.2 Dynamic parameters. 62
12.3 Boundary conditions and input data . 67
13 Indoor conditions. 68
13.1 Different modes. 68
13.2 Calculation procedures . 69
13.3 Boundary conditions and input data . 76
14 Energy use for space heating and cooling. 76
14.1 Annual energy needs for heating and cooling, per building zone. 76
14.2 Annual energy needs for heating and cooling, per combination of systems. 76
14.3 Total system energy use for space heating and cooling and ventilation systems. 77
15 Report. 81
15.1 General . 81
15.2 Input data . 81
15.3 Results . 82
Annex A (normative) Parallel routes in normative references. 85
Annex B (normative) Multi-zone calculation with thermal coupling between zones . 89
Annex C (normative) Full set of equations for simple hourly method. 93
Annex D (normative) Alternative formulation for monthly cooling method. 98
Annex E (normative) Heat transfer and solar heat gains of special elements. 100
Annex F (normative) Climate-related data . 111
Annex G (informative) Simplified methods and standard input data. 113
Annex H (informative) Accuracy of the method . 127
Annex I (informative) Explanation and derivation of monthly or seasonal utilization factors . 136
Annex J (informative) Worked example; simple hourly and monthly methods . 148
Annex K (informative) Flow charts of the calculation procedures. 154
Bibliography . 161
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ISO 13790:2008(E)
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 13790 was prepared by Technical Committee ISO/TC 163, Thermal performance and energy use in the
built environment, Subcommittee SC 2, Calculation methods, in cooperation with CEN/TC 89, Thermal
performance of buildings and building components.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13790:2004), which has been technically
revised. A summary of the principal changes is given below.
⎯ Throughout, statements and equations that were true only for the heating mode have been amplified to
accommodate both heating and cooling modes.
⎯ Throughout, all texts that applied only for monthly or seasonal calculations have been amplified to
accommodate hourly as well as monthly and seasonal calculations.
⎯ The structure has been adapted to maximize the common use of procedures, conditions and input data,
irrespective of the calculation method.
⎯ A monthly (and seasonal) method for cooling, similar to the method in the first edition for heating, has
been added.
⎯ A simple hourly method for heating and cooling, to facilitate direct introduction of hourly, daily or weekly
patterns (e.g. controls, user behaviour), has been added.
⎯ For dynamic simulation methods, procedures that are consistent with the boundary conditions and input
data for the seasonal, monthly and simple hourly methods have been added for the boundary conditions
and input data.
⎯ The whole document has been scrutinized to check its applicability within the context of building
regulations, which require a minimum of ambiguities and subjective choices; where needed, possibilities
are offered for national choices as given in national annexes, national building codes or national
standards referring to this document, depending on the purpose/application of the calculations as detailed
in this list and on the type or complexity of the building.
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ISO 13790:2008(E)
Introduction
This standard provides the means (in part) to assess the contribution that building products and services
make to energy conservation and to the overall energy performance of buildings.
This International Standard has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission
and the European Free Trade Association (Mandate M/343), and supports essential requirements of
[26]
EU Directive 2002/91/EC on the energy performance of buildings (EPBD ). It forms part of a series of
standards aimed at European harmonization of the methodology for the calculation of the energy performance
[28]
of buildings. An overview of the whole set of standards to support the EPBD is given in CEN/TR 15615 .
See also Annex A.
This International Standard is one of a series of calculation methods for the design and evaluation of thermal
and energy performance of buildings. It presents a coherent set of calculation methods at different levels of
detail, for the energy use for the space heating and cooling of a building, and the influence of the recoverable
thermal losses of technical buildings systems such as the heating and cooling system.
In combination with other energy performance-related standards (see Figure 1, which gives an outline of the
calculation procedure and its links with other energy performance-related standards), this International
Standard can be used for the following applications:
a) judging compliance with regulations expressed in terms of energy targets (via the design rating; see
Annex A);
b) comparing the energy performance of various design alternatives for a planned building;
c) displaying a standardized level of energy performance of existing buildings (the standard calculated
rating; see Annex A);
d) assessing the effect of possible energy conservation measures on an existing building, by calculation of
the energy use with and without the energy conservation measure; see Annex A;
e) predicting future energy resource needs on a regional, national or international scale, by calculating the
energy use of typical buildings representative of the building stock.
References are made to other International Standards or to national documents for input data and detailed
calculation procedures not provided by this International Standard.
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ISO 13790:2008(E)
The main inputs needed for this International Standard are the following:
⎯ transmission and ventilation properties;
⎯ heat gains from internal heat sources, solar properties;
⎯ climate data;
⎯ description of building and building components, systems and use;
⎯ comfort requirements (set-point temperatures and ventilation rates);
⎯ data related to the heating, cooling, hot water, ventilation and lighting systems:
⎯ partition of building into different zones for the calculation (different systems may require different
zones);
⎯ energy losses dissipated and recoverable or recovered in the building (internal heat gains, recovery
of ventilation heat loss);
⎯ airflow rate and temperature of ventilation supply air (if centrally pre-heated or pre-cooled) and
associated energy use for air circulation and pre-heating or pre-cooling;
⎯ controls.
The main outputs of this International Standard are the following:
⎯ annual energy needs for space heating and cooling;
⎯ annual energy use for space heating and cooling;
⎯ length of heating and cooling season (for system running hours) affecting the energy use and auxiliary
energy of season-length-dependent technical building systems for heating, cooling and ventilation.
Additional outputs are the following:
⎯ monthly values of energy needs and energy use (informative);
⎯ monthly values of main elements in the energy balance, e.g. transmission, ventilation, internal heat gains,
solar heat;
⎯ contribution of passive solar gains;
⎯ system losses (from heating, cooling, hot water, ventilation and lighting systems), recovered in the
building.
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ISO 13790:2008(E)
Figure 1 — Flow chart of calculation procedure and links with other standards
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13790:2008(E)
Energy performance of buildings — Calculation of energy use
for space heating and cooling
1 Scope
This International Standard gives calculation methods for assessment of the annual energy use for space
heating and cooling of a residential or a non-residential building, or a part of it, referred to as “the building”.
This method includes the calculation of:
a) the heat transfer by transmission and ventilation of the building zone when heated or cooled to constant
internal temperature;
b) the contribution of internal and solar heat gains to the building heat balance;
c) the annual energy needs for heating and cooling, to maintain the specified set-point temperatures in the
building – latent heat not included;
d) the annual energy use for heating and cooling of the building, using input from the relevant system
standards referred to in this International Standard and specified in Annex A.
The building can have several zones with different set-point temperatures, and can have intermittent heating
and cooling.
The calculation interval is either one month or one hour. For residential buildings, the calculation can also be
performed on the basis of the heating and/or cooling season.
This International Standard also gives an alternative simple hourly method, using hourly user schedules (such
as temperature set-points, ventilation modes or operation schedules of movable solar shading).
Procedures are given for the use of more detailed simulation methods to ensure compatibility and consistency
between the application and results of the different types of method. This International Standard provides, for
instance, common rules for the boundary conditions and physical input data, irrespective of the calculation
approach chosen.
Special attention has been given to the suitability of this International Standard for use within the context of
national or regional building regulations. This includes the calculation of an energy performance rating of a
building, on the basis of standardized conditions, for an energy performance certificate. The result can have
legal implications, in particular when it is used to judge compliance with minimum energy performance levels,
which can, for instance, be required to obtain a building permit. For such applications, it is important that the
calculation procedures be unambiguous, repeatable and verifiable. A special situation is the calculation of the
energy performance in the case of old existing buildings, if gathering the full required input would be too
labour-intensive for the purpose, relative to the cost-effectiveness of gathering the input. In this case, it is
important that the calculation procedures provide the right balance between accuracy and data collection
costs. To accommodate the application for these and other situations, this International Standard offers
different choices. It is up to national bodies whether or not to choose a specific option for mandatory use, e.g.
depending on the region in the country, the type of building and its use, and on the purpose of the
assessment.
Annex H provides some information on the accuracy of the method.
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ISO 13790:2008(E)
This International Standard has been developed for buildings that are, or are assumed to be, heated and/or
cooled for the thermal comfort of people, but can be used for other types of building or other types of use
(e.g. industrial, agricultural, swimming pool), as long as appropriate input data are chosen and the impact of
special physical conditions on the accuracy is taken into consideration.
NOTE 1 For instance, it can be used when a special model is needed but is missing.
Depending on the purpose of the calculation, it may be decided nationally to provide specific calculation rules
for spaces that are dominated by process heat (e.g. indoor swimming pool, computer/server room or kitchen
in a restaurant).
NOTE 2 For instance, in the case of a building energy certificate and/or building permit, e.g. by ignoring the process
heat or using default process heat for certain processes (e.g. shops: freezers, lighting in shop window).
The calculation procedures in this International Standard are restricted to sensible heating and cooling. The
energy use due to humidification is calculated in the relevant standard on the energy performance of
ventilation systems, as specified in Annex A; similarly, the energy use due to dehumidification is calculated in
the relevant standard on the energy performance of space cooling systems, as specified in Annex A.
The calculation is not used to decide whether mechanical cooling is needed.
This International Standard is applicable to buildings at the design stage and to existing buildings. The input
data directly or indirectly called for by this International Standard should be available from the building files or
the building itself. If this is not the case, it is explicitly stated at relevant places in this International Standard
that it may be decided at national level to allow for other sources of information. In this case, the user reports
which input data have been used and from which source. Normally, for the assessment of the energy
performance for an energy performance certificate, a protocol is defined at national or regional level to specify
the type of sources of information and the conditions when they may be applied instead of the full required
input.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 6946, Building components and building elements — Thermal resistance and thermal transmittance —
Calculation method
ISO 7345, Thermal insulation — Physical quantities and definitions
ISO 10077-1, Thermal performance of windows, doors and shutters — Calculation of thermal transmittance —
Part 1: General
ISO 13370:2007, Thermal performance of buildings — Heat transfer via the ground — Calculation methods
ISO 13786:2007, Thermal performance of building components — Dynamic thermal characteristics —
Calculation methods
ISO 13789:2007, Thermal performance of buildings — Transmission and ventilation hea transfer
coefficients — Calculation method
ISO 15927-4, Hygrothermal performance of buildings — Calculation and presentation of climatic data —
Part 4: Hourly data for assessing the annual energy use for heating and cooling
EN 15217, Energy performance of buildings — Methods for expressing energy performance and for energy
certification of buildings
2 © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 13790:2008(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions in ISO 7345 and the following apply.
3.1 Time steps, periods and seasons
3.1.1
calculation step
discrete time interval for the calculation of the energy needs and uses for heating, cooling, ventilation,
humidification and dehumidification
NOTE Typical discrete time intervals are one hour, one month or one heating and/or cooling season, operating
modes and bins.
3.1.2
calculation period
period of time over which the calculation is performed
NOTE The calculation period can be divided into a number of calculation steps.
3.1.3
heating or cooling season
period of the year during which a significant amount of energy for heating or cooling is needed
NOTE 1 The lengths of the heating and cooling seasons are determined in different ways, depending on the calculation
method. The season lengths are used to determine the operation period of technical systems or season-dependent user
behaviour, for instance on ventilation.
NOTE 2 This International Standard includes a seasonal method that requires as calculation step a fixed season length
that has to be distinguished from the actual season length.
3.1.4
unoccupied period
period of several days or weeks without heating or cooling, e.g. due to holidays
3.2 Spaces, zones and areas
3.2.1
heated space
room or enclosure, which for the purposes of a calculation is assumed to be heated to a given set-point
temperature or set-point temperatures
3.2.2
cooled space
room or enclosure, which for the purposes of a calculation is assumed to be cooled to a given set-point
temperature or set-point temperatures
3.2.3
conditioned space
heated and/or cooled space
NOTE The heated and/or cooled spaces are used to define the boundaries of the thermal zones and the thermal
envelope.
3.2.4
unconditioned space
room or enclosure that is not part of a conditioned space
© ISO 2008 – All rights reserved 3
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ISO 13790:2008(E)
3.2.5
conditioned zone
part of a conditioned space with a given set-point temperat
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13790
Deuxième édition
2008-03-01
Performance énergétique des
bâtiments — Calcul des besoins
d’énergie pour le chauffage et le
refroidissement des locaux
Energy performance of buildings — Calculation of energy use for
space heating and cooling
Numéro de référence
ISO 13790:2008(F)
©
ISO 2008
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ISO 13790:2008(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2008
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Version française parue en 2013
Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 13790:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 3
4 Symboles . 9
5 Aperçu des procédures de calcul .11
5.1 Bilan énergétique du bâtiment et des systèmes .11
5.2 Structure de base de la procédure de calcul .13
5.3 Différents types de méthode de calcul .16
5.4 Principales caractéristiques des différentes méthodes .16
5.5 Bilans énergétiques globaux du bâtiment et des systèmes .17
6 Définition des limites et des zones .18
6.1 Généralités .18
6.2 Limite du bâtiment pour le calcul .18
6.3 Zones thermiques .18
6.4 Détermination de la surface de plancher climatisée, A .
f 22
7 Besoin énergétique du bâtiment pour le chauffage et le refroidissement des espaces .22
7.1 Procédure de calcul .22
7.2 Besoin énergétique pour le chauffage et le refroidissement .24
7.3 Multiples étapes pour intégrer ou isoler les interactions .30
7.4 Durée des saisons de chauffage et de refroidissement pour le fonctionnement des
dispositifs dépendant de la durée de la saison.32
8 Transfert de chaleur par transmission .36
8.1 Procédure de calcul .36
8.2 Transfert de chaleur total par transmission par zone du bâtiment .36
8.3 Coefficients de transfert thermique par transmission .37
8.4 Données d’entrée et conditions limites .40
9 Transfert de chaleur par renouvellement d’air .41
9.1 Procédure de calcul .41
9.2 Transfert de chaleur total par renouvellement d’air par zone du bâtiment — Méthode
saisonnière ou mensuelle .42
9.3 Coefficients de transfert thermique par renouvellement d’air .43
9.4 Données d’entrée et conditions limites .50
10 Apports de chaleur internes .51
10.1 Procédure de calcul .51
10.2 Apports de chaleur internes globaux .52
10.3 Éléments d’apports de chaleur internes — Toutes méthodes .53
10.4 Données d’entrée et conditions limites .54
11 Apports solaires .58
11.1 Procédure de calcul .58
11.2 Apports solaires globaux .59
11.3 Éléments d’apports solaires .60
11.4 Données d’entrée et conditions limites .63
12 Paramètres dynamiques.67
12.1 Procédure de calcul .67
12.2 Paramètres dynamiques .68
12.3 Conditions limites et données d’entrée .74
13 Conditions intérieures .76
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ISO 13790:2008(F)
13.1 Différents modes .76
13.2 Procédures de calcul .77
13.3 Conditions limites et données d’entrée .84
14 Consommation d’énergie pour le chauffage et le refroidissement des locaux .84
14.1 Besoins énergétiques annuels pour le chauffage et le refroidissement, par zone
du bâtiment .84
14.2 Besoins énergétiques annuels pour le chauffage et le refroidissement, par combinaison
de systèmes .85
14.3 Consommation totale d’énergie des systèmes de chauffage, de refroidissement et de
ventilation des locaux .85
15 Rapport.91
15.1 Généralités .91
15.2 Données d’entrée .92
15.3 Résultats .92
Annexe A (normative) Voies parallèles dans les références normatives .95
Annexe B (normative) Calcul multizone avec couplage thermique entre les zones .100
Annexe C (normative) Système d’équations complet pour la méthode horaire simple .105
Annexe D (normative) Formulation alternative pour la méthode mensuelle relative
au refroidissement .110
Annexe E (normative) Transfert de chaleur et apports solaires d’éléments spéciaux .113
Annexe F (normative) Données relatives au climat .125
Annexe G (informative) Méthodes simplifiées et données d’entrée normalisées .128
Annexe H (informative) Précision de la méthode .141
Annexe I (informative) Explication et calcul des facteurs d’utilisation mensuels ou saisonniers 150
Annexe J (informative) Exemple pratique: méthodes horaire simple et mensuelle .164
Annexe K (informative) Diagrammes des procédures de calcul .170
Bibliographie .177
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ISO 13790:2008(F)
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 (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 13790 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 163, Performance thermique et utilisation
de l’énergie en environnement bâti, sous-comité SC 2, Méthodes de calcul, et par le comité technique
CEN/TC 89, Performance thermique des bâtiments et des composants du bâtiment en collaboration.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13790:2004), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Un récapitulatif des principales modifications est donné ci-après.
— Tout au long du document, les exposés et équations qui n’étaient exacts que pour le mode de chauffage
ont été développés pour prendre en compte à la fois les modes de chauffage et de refroidissement.
— Tout au long du document, l’ensemble des textes s’appliquant uniquement aux calculs mensuels ou
saisonniers ont été développés pour s’adapter aux calculs horaires, mensuels et saisonniers.
— La structure a été adaptée de façon à optimiser l’usage commun des procédures, des conditions et
des données d’entrée, quelle que soit la méthode de calcul.
— Une méthode mensuelle (et saisonnière) pour le refroidissement, similaire à la méthode donnée
dans la première édition pour le chauffage, a été ajoutée.
— Une méthode horaire simple pour le chauffage et le refroidissement a été ajoutée pour faciliter
l’introduction simplifiée de schémas horaires, journaliers ou hebdomadaires (par exemple contrôles,
comportement des utilisateurs).
— Pour les méthodes de simulation dynamique, des procédures cohérentes avec les conditions limites
et les données d’entrée relatives aux méthodes saisonnière, mensuelle et horaire simple ont été
ajoutées pour les conditions limites et les données d’entrée.
— Le document tout entier a été examiné afin de vérifier son applicabilité dans le contexte des
réglementations du bâtiment, qui exigent un minimum d’ambiguïtés et de choix subjectifs; si
nécessaire, des possibilités de choix nationaux sont offertes dans des annexes nationales, des codes
de construction nationaux ou des normes nationales, en fonction de l’objet/application des calculs,
tels que détaillés dans cette liste, et du type ou de la complexité du bâtiment.
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ISO 13790:2008(F)
Introduction
La présente norme fournit les moyens (en partie) pour évaluer la contribution des produits et usages du
bâtiment aux économies d’énergie et à la performance énergétique globale des bâtiments.
La présente Norme internationale a été élaborée dans le cadre d’un mandat donné au CEN par la
Commission Européenne et l’Association Européenne de Libre Échange (mandat M/343) et vient à l’appui
des exigences essentielles de la directive européenne 2002/91/CE sur la performance énergétique des
[26]
bâtiments (DPEB ). Elle fait partie d’une série de normes visant à l’harmonisation européenne de la
méthodologie de calcul de la performance énergétique des bâtiments. Une vue d’ensemble de la série
[28]
complète de normes venant à l’appui de la DPEB est donnée dans le CEN/TR 15615. Voir également
l’Annexe A.
La présente Norme internationale s’inscrit dans une série de méthodes de calcul concernant la
conception et l’évaluation des performances thermiques et énergétiques des bâtiments. Elle présente un
ensemble cohérent de méthodes de calcul à différents niveaux de détail, concernant la consommation
d’énergie pour le chauffage et le refroidissement des locaux d’un bâtiment et l’influence des pertes
thermiques récupérables des systèmes techniques du bâtiment, tels que le système de chauffage et de
refroidissement.
En association avec d’autres normes relatives à la performance énergétique (voir Figure 1 qui donne
un aperçu de la procédure de calcul et de ses liens avec d’autres normes relatives à la performance
énergétique), la présente Norme internationale peut être utilisée pour les applications suivantes:
a) appréciation de la conformité à des réglementations exprimées en terme d’objectifs énergétiques
(via l’évaluation à la conception; voir l’Annexe A);
b) comparaison de la performance énergétique de différentes variantes de conception pour un
bâtiment en projet;
c) affichage d’un niveau de performance énergétique normalisé des bâtiments existants (évaluation
calculée standard; voir l’Annexe A);
d) évaluation de l’effet d’éventuelles dispositions d’économie d’énergie sur un bâtiment existant, par
le calcul de la consommation d’énergie avec et sans lesdites dispositions d’économie d’énergie; voir
l’Annexe A;
e) prévision des besoins futurs en ressources énergétiques à l’échelle régionale, nationale ou
internationale, par le calcul de la consommation d’énergie de bâtiments types représentatifs du
parc de bâtiments.
Il est fait référence à d’autres Normes internationales ou à d’autres documents nationaux pour les données
d’entrée et les procédures de calcul détaillées non fournies dans la présente Norme internationale.
Les principales données d’entrée nécessaires pour la présente Norme internationale sont les suivantes:
— caractéristiques de transmission et de ventilation;
— apports de chaleur provenant de sources internes de chaleur, propriétés solaires;
— données climatiques;
— description du bâtiment et des composants du bâtiment, des systèmes et de l’utilisation;
— exigences en matière de confort (températures de consigne et taux de renouvellement d’air);
— données relatives aux systèmes de chauffage, de refroidissement, de production d’eau chaude, de
ventilation et d’éclairage:
— partition du bâtiment en différentes zones pour les besoins du calcul (différents systèmes
peuvent exiger différentes zones);
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ISO 13790:2008(F)
— pertes d’énergie dissipées et récupérables ou récupérées dans le bâtiment (apports de chaleur
internes, récupération des pertes de la ventilation);
— débit d’air et température de l’air d’alimentation de la ventilation (en cas de préchauffage ou
pré-refroidissement central) et consommation d’énergie associée pour la circulation de l’air et
le préchauffage ou le pré-refroidissement;
— régulations.
Les principales données de sortie de la présente Norme internationale sont les suivantes:
— besoins annuels en énergie pour le chauffage et le refroidissement des locaux;
— consommation annuelle d’énergie pour le chauffage et le refroidissement des locaux;
— durée de la saison de chauffage et de refroidissement (pour les heures de fonctionnement du
système) ayant une incidence sur la consommation d’énergie et l’énergie auxiliaire des systèmes
techniques du bâtiment dépendant de la durée de la saison pour le chauffage, le refroidissement et
la ventilation.
Les données de sortie supplémentaires sont les suivantes:
— valeurs mensuelles des besoins énergétiques et de la consommation d’énergie (informatives);
— valeurs mensuelles des principaux éléments du bilan énergétique, par exemple transmission,
ventilation, apports de chaleur internes, apports solaires;
— contribution des apports solaires passifs;
— pertes des systèmes (systèmes de chauffage, de refroidissement, de production d’eau chaude, de
ventilation et d’éclairage), récupérées dans le bâtiment.
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ISO 13790:2008(F)
Évaluation de la consommation totale d’énergie et
définition des évaluations énergétiques
Énergie fournie pour l’eau chaude,
l’éclairage, le système de ventilation
et l’humidification la déshumidification,
par vecteur énergétique
Énergie fournie pour le chauffage et le
refroidissement, par vecteur énergétique
Pertes thermiques
ISO 13790
non récupérables des
systèmes techniques;
Consommation énergétique pour le chauffage et le refroidissement
consommation
d’énergie auxilaire
Mensuelle
Horaire simple Simulation détaillée
(ou saisonnière)
Critères
généraux et
Données
procédures de
Trois options (nationales) pour le calcul des besoins énergétiques
climatiques
validation
pour le chauffage et le refroidissement
Pertes
thermiques
Paramètres dynamiques
récupérables
Sources de chaleur internes et solaires
des systèmes
Propriétés
Transfert thermique par transmission et par renouvellement d’air
techniques du
bâtiment
Partition du bâtiment en zones pour le calcul, Critères relatifs
y compris critères relatifs aux systèmes
aux systèmes
Règles de zonage, partie du bâtiment
Critères
Conditions intérieures spécifiées
Systèmes d’éclairage
Propriétés de transmission (ISO 13789)
Propriétés
Systèmes de ventilation
Débit d’air/infiltration
Systèmes d’eau chaude
Propriétés solaires
Systèmes de climatisation
Données
du projet
Données du projet
Systèmes de chauffage
(bâtiment, systèmes, usage, environs, localité)
Données
climatiques
Systèmes d’énergies renouvelables
Données climatiques extérieures (ISO 15927-4)
Critères intérieurs, automatisation et régulations
Données pour les bâtiments existants
Figure 1 — Diagramme de la procédure de calcul et liens avec d’autres normes
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Données pour les bâtiments existants
Données du projet
Besoins énergétiques pour le chauffage et le refroidissement
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NORME INTERNATIONALE ISO 13790:2008(F)
Performance énergétique des bâtiments — Calcul des
besoins d’énergie pour le chauffage et le refroidissement
des locaux
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale présente des méthodes de calcul pour l’évaluation de la consommation
annuelle d’énergie pour le chauffage et le refroidissement des locaux d’un bâtiment résidentiel ou non
résidentiel, ou d’une partie de celui-ci, qui sera désigné par «le bâtiment».
Cette méthode comprend le calcul:
a) du transfert de chaleur par transmission et par renouvellement d’air de la zone du bâtiment
lorsqu’elle est chauffée ou refroidie à une température interne de consigne;
b) de la contribution des apports de chaleur internes et solaires au bilan énergétique du bâtiment;
c) des besoins énergétiques annuels pour le chauffage et le refroidissement, pour maintenir les
températures de consigne spécifiées dans le bâtiment – chaleur latente non incluse;
d) de la consommation annuelle d’énergie pour le chauffage et le refroidissement du bâtiment, en
utilisant les données d’entrée issues des normes pertinentes relatives à ces systèmes mentionnées
dans la présente Norme internationale et spécifiées à l’Annexe A.
Le bâtiment peut comporter plusieurs zones ayant des températures de consigne différentes, et peut
présenter un chauffage et un refroidissement intermittents.
Le pas de calcul est d’un mois ou d’une heure. Pour les bâtiments résidentiels, le calcul peut aussi être
effectué sur la base de la saison de chauffage et/ou de refroidissement.
La présente Norme internationale donne également une autre méthode horaire simple, en utilisant les
programmations horaires des utilisateurs (telles que températures de consigne, régimes de ventilation
ou programmes de fonctionnement des dispositifs de protection solaire (ombrage) amovibles).
Des procédures sont également données pour l’utilisation de méthodes de simulation plus détaillées
pour assurer la compatibilité et la cohérence entre l’application et les résultats des différents types
de méthode. La présente Norme internationale fournit, par exemple, des règles communes pour les
conditions limites et les données d’entrée physiques, indépendamment de la méthode de calcul choisie.
Une attention particulière a été portée à l’aptitude à l’emploi de la présente Norme internationale dans
le cadre des règlements de construction nationaux ou régionaux. Cela inclut le calcul de la performance
énergétique d’un bâtiment, sur la base de conditions normalisées, en vue de l’établissement d’un
certificat de performance énergétique. Le résultat peut avoir des conséquences juridiques, en particulier
lorsqu’il est utilisé pour juger du respect des niveaux minimum de performance énergétique qui
peuvent, par exemple, être exigés pour obtenir un permis de construire. Pour de telles applications,
il est important que les procédures de calcul soient sans ambiguïté, reproductibles et vérifiables. Le
calcul de la performance énergétique de bâtiments existants anciens est un cas particulier si la collecte
de l’ensemble des données d’entrée requises à cet effet s’avère trop laborieuse compte tenu du rapport
coût-efficacité de cette opération. Dans ce cas, il est important que les procédures de calcul permettent
d’atteindre un compromis satisfaisant entre exactitude et coûts de la collecte des données. Pour adapter
l’application à cette situation particulière et à d’autres, la présente Norme internationale offre différents
choix. Il appartient aux organismes nationaux de rendre obligatoire ou non une option spécifique, par
exemple en fonction de la région du pays, du type de bâtiment et de son utilisation, et de l’objectif de
l’évaluation.
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ISO 13790:2008(F)
L’Annexe H fournit des informations sur la précision de la méthode.
La présente Norme internationale a été élaborée pour des bâtiments qui sont, ou sont supposés être,
chauffés et/ou refroidis pour assurer le confort thermique des personnes, mais peut être utilisée pour
d’autres types de bâtiment ou d’autres types d’utilisation (par exemple bâtiments industriels, agricoles,
piscine), tant que les données d’entrée appropriées sont choisies et que l’impact des conditions physiques
particulières sur la précision est pris en compte.
NOTE 1 Par exemple, elle peut être utilisée lorsqu’un modèle spécial est nécessaire, mais n’existe pas.
Selon le but du calcul, il peut être décidé à l’échelle nationale de fournir des règles de calcul spécifiques pour
les locaux dans lesquels les apports de chaleur par des processus ou des procédés sont prédominants (par
exemple piscine couverte, salle informatique/salle de serveurs informatiques ou cuisine d’un restaurant).
NOTE 2 Par exemple, dans le cas du certificat de performance énergétique et/ou du permis de construire d’un
bâtiment: en ignorant la chaleur due aux process ou au procédés ou en utilisant des valeurs par défaut pour
représenter pour certains procéd
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.