Objectif de la classe : se sentir bien et économiser de l'énergie
Tâche
- Extension d'une école primaire et communautaire avec une nouvelle conception de la ventilation pour améliorer la qualité de l'air intérieur et l'efficacité énergétique
Solution
- Détecteur de présence (multicapteur) thePrema P360 KNX Multi avec capteur d'air ambiant intégré pour la commande de l'éclairage et de la ventilation
"Le dernier éteint la lumière" et "Fermez les fenêtres, nous ne chauffons pas la rue", de tels appels ont longtemps été les seules mesures d'efficacité énergétique connues dans les écoles. L'effet a été limité. Une technique de construction moderne et largement automatisée est plus prometteuse. Une extension de l'école de Hirrlingen prouve que cela est réalisable même avec un budget serré. Les multi-capteurs de Theben et une automatisation intelligemment programmée permettent d'utiliser l'énergie de manière économique tout en créant un climat de bien-être adapté aux enfants.
© christoph/alt fotografie Elmshorn
© christoph/alt fotografie Elmshorn
© christoph/alt fotografie Elmshorn
© christoph/alt fotografie Elmshorn
En automne 2022, l'école primaire et communautaire de Hirrlingen, dans le district de Tübingen, a pu inaugurer une extension de 775m2 (photo 1). Malgré la pandémie et ses conséquences, la construction de l'école a été réalisée dans les délais prévus et a même coûté 2 % de moins que prévu. Il offre, outre trois salles de classe, quatre salles pour l'accueil de jour. L'architecte Frank Schillinger du bureau Schillinger Architekten de Rottenburg, qui a réussi à convaincre la commune du projet de son bureau dans le cadre d'un concours, décrit les exigences : "De notre point de vue, l'extension devait s'intégrer dans la structure du petit village, se contenter de l'espace disponible et offrir un potentiel d'extension" C'est ainsi qu'est née une forme de bâtiment en L avec une terrasse offrant un potentiel de surélévation pour deux salles de classe supplémentaires.
Un accueil chaleureux plutôt qu'un saut dans le vide
L'architecte Schillinger a tenu à créer une atmosphère conviviale et chaleureuse : "Lorsque des enfants de six ans entrent pour la première fois dans leur nouvelle école, ils sont excités ou ont des craintes d'échec il décrit la situation du point de vue des enfants. "Avec des matériaux chaleureux et une acoustique calme, la transition vers un nouvel espace de vie peut se faire de manière se fait en douceur et de manière motivante. De telles premières impressions restent en mémoire" Malgré la pression sur les coûts à laquelle sont soumis tous les bâtiments publics, Schillinger a réussi à mettre l'accent sur certains aspects. Les couleurs et les matériaux évoquent une forêt de feuillus à différentes saisons. Des plafonds absorbant le son, en partie avec une forme de toit ouverte et spacieuse, assurent une acoustique calme et une expérience spatiale généreuse. Une particularité est, entre autres,le sol en planches de chêne massif, un revêtement inhabituel pour une école, mais économique à long terme. Il peut être poncé plusieurs fois, alors qu'un sol en caoutchouc ou en gomme doit être entièrement remplacé. Cela convainc également une commune comme Hirrlingen, qui ne compte que 3000 habitants et pour laquelle une telle construction représente un véritable tour de force financier. Le luxe et les gadgets n'auraient pas leur place ici, mais les Hirrlinger investissent volontiers dans une structure solide et durable.
En accord avec l'architecture durable, Schillinger a également utilisé toutes les possibilités pour économiser l'énergie dans la technique du bâtiment. Outre une commande pour l'éclairage et l'ombrage, cela comprend également un système de ventilation. Elle offre des avantages considérables, surtout pendant la saison froide. La qualité de l'air dans les chambres reste élevée même sans aération régulière par à-coups. La ventilation se déclenche lorsque letaux de CO2 dans la salle de classe dépasse une valeur prédéfinie. En même temps, la récupération d'énergie La récupération de chaleur permet d'économiser beaucoup d'énergie. Une installation photovoltaïque sur le toit produit généralement plus d'énergie que le système de ventilation n'en a besoin. Le surplus va à l'ancien bâtiment. Il n'est donc pas nécessaire de stocker l'énergie dans des batteries ou de recourir à des procédures complexes pour l'injecter dans le réseau public.
La domotique prise au pied de la lettre
"Lorsque l'enseignant arrive dans la salle, qu'il a ramassé quelques retardataires en chemin, qu'il doit installer la classe sur les chaises et qu'il veut commencer le cours, il ne peut pas non plus passer du temps à faire fonctionner la ventilation et les stores", décrit Schillinger à propos du quotidien de l'école. "Toutes les personnes impliquées ont fait de gros efforts pour concevoir la domotique de manière à ce que les utilisateurs n'aient pas à intervenir. Si, avec autant de personnes, chacun active quelque chose, cela ne fonctionne pas. Nous avons déjà eu des salles de conférence dans des instituts où les utilisateurs étaient dépassés par trois scénarios d'éclairage. Si l'automatisme régule le plus possible, j'assure le délestage et j'ai la meilleure efficacité de consommation d'énergie"
L'automatisation devrait comprendre l'éclairage, l'ombrage et la ventilation des salles de classe et des toilettes. L'installation et la programmation de l'équipement ont été confiées à la société Elektro-Zug, située à Rottenburg am Neckar, non loin de là, a été chargée de l'installation. Lorenz Hoch, collaborateur et associé de longue date, s'est occupé du projet. Il s'est également occupé du choix des composants et a trouvé chez Theben une solution particulièrement intéressante.
Une connexion, deux détecteurs
À la recherche de capteurs adaptés, Lorenz Hoch s'est adressé à la société Theben : "Nous avons depuis longtemps un bon contact. Theben offre une très bonne assistance et peut livrer de manière fiable, sans doute aussi grâce à la fabrication à Haigerloch", explique-t-il. Le site Responsable des ventes de Theben, Holger Wagner, lui a proposé les produits adéquats : "Nous avons discuté sur place des différentes positions pour les détecteurs de présence. Il s'est avéré que la qualité de l'air devait également être mesurée dans les chambres. Pour cela, notre multicapteur était bien sûr idéal" Il s'agit du produit thePrema P360 KNX AP Multi WH. Ce multicapteur KNX, se compose d'un détecteur de présence passif à infrarouge avec une zone de détection carrée et d'un capteur d'air ambiant qui détecte laconcentration en CO2, l'humidité relative, la température et la pression atmosphérique. Ce capteur en forme d'anneau sert également de socle sur lequel est monté le détecteur de présence. Cela est même possible ultérieurement. En combinaison, les capteurs forment deux participants au bus, mais ne nécessitent qu'une seule connexion KNX - une solution qui plaît également à Schillinger : "En tant qu'architecte, je préférerais un plafond calme, sans aucun détecteur", souligne-t-il en soulignant les aspects esthétiques. "Avec un tel capteur multifonctionnel, nous pouvons rendre l'espace plus beau. On ne va pas encombrer tout le plafond"
Les capteurs de Theben répondent également à ces exigences d'aménagement à un autre endroit, comme l'explique Wagner : "Nos détecteurs de présence thePassa sont installés dans les couloirs. Le design est similaire à celui de thePrema, mais la zone de détection est de 5m x 30m. Cela me permet de couvrir un long couloir avec un seul détecteur. Cela signifie moins de sorties, moins de frais d'installation et un plafond silencieux".
Des détecteurs de présence et des capteurs d'humidité dans les sanitaires complètent l'installation.
En cas de doute, l'enseignant a raison …
… ou bien sûr l'enseignante. Schillinger a attaché la plus grande importance à ce que la technique fonctionne autant que possible de manière automatique, sans pour autant infantiliser les utilisateurs. Ainsi, l'éclairage et l'ombrage peuvent être réglés manuellement à tout moment, indépendamment du système automatique, si la pièce doit rester sombre pour une projection de film ou si le plein soleil du matin doit briller dans la chambre pour se réveiller. Les capteurs de Theben ont également permis de réaliser cela sans aucune restriction, comme le rapporte Hoch : "Au début, nous avions quelques problèmes avec le dépassement manuel. Pour cela, nous voulions bloquer le capteur. Mais quand et comment le débloquer ? Nous avons contacté Theben et avons rapidement obtenu une solution : le thePrema peut être paramétré de manière à ce que l'on puisse très facilement le surcharger directement. Il reconnaît l'ordre manuel et n'envoie alors plus d'ordres de commande tant qu'il détecte une présence. Chaque signal de présence démarre un temps d'arrêt réglable. Nous l'avons fixée à 20 min. Ce n'est que lorsque celui-ci est écoulé que le détecteur repasse en mode automatique"
Fonctionnement automatique tous les jours de l'année
Mais la commande ne se contente pas de veiller à ce que les lumières oubliées soient éteintes après un court laps de temps, elle s'adapte également aux différentes périodes de l'année, de l'école et des vacances. En hiver, la ventilation d'une pièce se met en marche, dès que le taux de CO2-Détecteur se déclenche. Si le détecteur de présence détecte une absence, la ventilation s'arrête après un délai d'arrêt de deux heures.
En mode été, l'installation est utilisée pour le refroidissement nocturne. Si la différence de température extérieur / intérieur est suffisamment importante, la ventilation fonctionne. Ainsi, les salles de classe sont agréablement fraîches le matin. Lorsque la température extérieure est inférieure à 22 °C, la ventilation démarre également si lesvaleurs de CO2sont trop élevées. Lorsque les températures sont plus élevées - ce n'est que dans ce cas que l'utilisation manuelle est encore nécessaire - les enseignants ouvrent au besoin les fenêtres du côté de la pièce qui n'est pas exposé au soleil. Pour ce faire, Schillinger a planifié toutes les pièces de manière à ce qu'elles présentent des fenêtres sur plusieurs côtés.
La ventilation est assistée par la commande des stores en fonction de l'heure de la journée. Selon la position du soleil et la température, l'ombrage assure la fraîcheur des pièces ou capte parfois la chaleur du soleil en hiver. La priorité est bien sûr toujours donnée à la présence de personnes dans la pièce ou à la plus haute instance - la commande manuelle.
En général, le système automatique est conçu de telle sorte qu'il n'est même pas nécessaire de le changer manuellement pendant les vacances. Sans présence humaine, l'installation passe en mode de fonctionnement minimal.
Fonctionnement minimaliste pour les fonctions centrales et les pandémies
Même le meilleur système automatique ne peut pas se passer entièrement d'un panneau de commande. Il se trouve dans la salle des professeurs et indique des états tels que les la qualité de l'air dans les salles ou les perturbations. Les fonctions centrales, comme l'allumage et l'extinction de l'ensemble de l'éclairage, sont également enregistrées ici.
Il convient de mentionner en particulier la fonction de pandémie. Sur l'écran tactile, un bouton permet de mettre l'installation en mode pandémie. En cas de présence, les aérations des salles de classe et des sanitaires fonctionnent alors en permanence, indépendamment de lateneur en CO2. Ce n'est que lorsque la température extérieure est trop élevée qu'il faut ouvrir les fenêtres selon les s'ouvrent selon les cycles prescrits par la loi. Sinon, la ventilation ferait entrer trop d'air chaud dans les salles de classe.
Dans l'ensemble, le concept offre un maximum d'efficacité énergétique et de confort pour un investissement raisonnable.
Produit Theben utilisé