Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation








télécharger 0.88 Mb.
titreLes documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation
page1/9
date de publication01.02.2018
taille0.88 Mb.
typeDocumentos
ar.21-bal.com > comptabilité > Documentos
  1   2   3   4   5   6   7   8   9
BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR
DOMOTIQUE
U4 : ÉTUDE ET CONCEPTION DES SYSTÈMES
SESSION 2011

_____
Durée : 8 heures

Plus ½ heure de repas pris sur place avec arrêt de l’épreuve
Coefficient : 5

______

Matériel autorisé :

  • Toutes les calculatrices de poche y compris les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique que leur fonctionnement soit autonome et qu’il ne soit pas fait usage d’imprimante (Circulaire n°99-186, 16/11/1999).




  • Aucun document n’est autorisé.


Documents à rendre avec la copie :

- Document réponse pages 44 à 63


Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous qu’il est complet.

Le sujet se compose de 63 pages, numérotées de 1/63 à 63/63.

Constitution du dossier :


Travail demandé et barème:

Partie A : Confort visuel /20

Partie B : Confort hygrothermique /17

Partie C : Étude du traitement d’ambiance d’un bureau  /23

Partie D : GTB relative à une aile de bureaux /20

Partie E : Transmission de l’information /20

Remarque seule la partie E est à traiter sur la copie.

Chaque partie est à rendre dans une copie différente (5 copies par candidat).


Les documents réponses sont à rendre avec la copie.

I) PRÉSENTATION.


Le bâtiment étudié est celui du Siège de la Région Nord – Pas de Calais qui se situe à Lille.

Le Siège de Région est une opération de plus de 50 000 m² de SHON fréquenté par près de 1500 personnes.



La particularité du bâtiment est d’enjamber un boulevard. Il est facilement repérable grâce à son beffroi de verre qui culmine à plus de 67 m de hauteur.
Les objectifs principaux de la maîtrise d’ouvrage sont les suivants :


    • Haute Qualité Environnementale (H.Q.E.)

  • Nouvelles Technologies de l’Information et de la Communication (N.T.I.C.)

  • Accessibilité pour tous.


Présentation générale du bâtiment
Le bâtiment est constitué de :


  • 1 220 postes de travail répartis en:

    • Bureau 1 personne : 13,50 m²

    • Bureau 2 personnes : 20,25 m²

    • Bureau 3 personnes : 27 m²




  • Hémicycle :

Capacité d’accueil de 226 places


  • Stationnement :

Extérieur et intérieur de 716 places

Démarche du bâtiment H.Q.E.
L’objectif recherché est une consommation annuelle inférieure à 120 kWh/m² SHON du bâtiment.

Lors de la démarche H.Q.E., les concepteurs ont retenu les cibles principales suivantes :
Performances du bâti :


    • Des parois vitrées performantes qui préservent l’éclairage naturel.

    • Des protections solaires efficaces (brise soleil au sud).

    • Double façade à l’ouest (côté bd Hoover).

    • Châssis respirant avec stores intégrés sur les façades Ouest et Est.

    • Traitement des ponts thermiques.


Performances des équipements :


  • Optimisation de l’air extérieur en 1/2 saison : surventilation nocturne (forte inertie du bâtiment en été).

  • Ventilation double flux.

  • Chauffage – Ventilation - Le traitement de l’ambiance des bureaux est assuré par des poutres dynamiques.


Graphe d’interactions du Bâtiment du siège de la région :




FP1 : Assurer des conditions de travail et d’accueil optimales
FC2 : S’adapter aux différents services intervenant sur le bâtiment et ses installations

FC3 : S’adapter aux usagers

FC4 : S’adapter aux réseaux d’informations

FC5 : s’adapter aux réseaux d’énergies

FC6 : résister au milieu extérieur

FC7 : ne pas perturber le milieu extérieur.


Contrainte : Respecter les normes et règlementations
LE TRAVAIL DEMANDÉ SERA CONSTITUÉ DE 5 PARTIES.

Gestion du confort, FP1 : « assurer des conditions de travail et d’accueil optimales ».

PARTIE A Confort visuel dans l’espace bureau.
- Valider que les solutions proposées permettent d’atteindre les exigences normatives en terme de confort visuel.

- Évaluer la pertinence de la solution en termes de consommations.

- Évaluer de façon générale la rentabilité de la solution proposée.

- Conclure.


PARTIE B Confort hygrothermique.
- Évaluer des conditions de confort hygrométrique.

- Évaluer la pertinence de la solution proposée en terme de confort hygrothermique.

- Conclure.


PARTIE C Étude du traitement d’ambiance des bureaux.
- Analyser le fonctionnement : évolution de l’air.

- Conclure.


PARTIE D Étude de la GTB relative à la CTA bureaux.
- Analyser le fonctionnement.

- Inventaire des points.

- Conclure.


PARTIE E Transmission de l’information Bacnet, Adressage IP, Checksum, Téléphonie.
- Analyser le protocole Bacnet.

- Compléter un adressage.

- Calculer un mot de contrôle de transmission de l’information.

- Compléter une trame de transmission téléphonique.
II) TRAVAIL DEMANDÉ
A. Confort visuel.
L’objectif est de valider que les solutions proposées permettent d’atteindre les exigences normatives en terme de confort visuel et d’évaluer la pertinence de la solution.

Cahier des charges : Une aile de bâtiment est constituée de 4 étages de bureaux (type secrétariat). Pour chaque étage, un couloir sépare les 2 rangées de bureaux (voir plan ci- dessous). Chaque bureau est constitué de « trames » (2 trames pour un bureau de 1 personne, 3 pour 2 personnes, 4 pour 3 personnes). La largeur d’une trame est de 1,5 m et sa profondeur de 4,5 m. La hauteur sous plafond est de 3 m. Une trame correspond alternativement à une poutre dynamique ou à une poutre factice. Une poutre dynamique (Halton CBC600) intègre deux luminaires plus un système de ventilation et traitement d’air. Une poutre factice ne dispose que du système d’éclairage à deux luminaires (une illustration est visible en annexe C). Un bureau type pour une personne a donc une superficie de 13,5 m² (1,5 m x 2 trames x 4,5 m).



Les luminaires seront de classe optique B. Ils seront équipés de tubes fluorescents T5 de 28 W, de teinte 4000 K nouvelle génération : durée de vie supérieure à 11000 h, efficacité lumineuse supérieure à 100 lm/W. Les ballasts électroniques seront gradables avec préchauffage des cathodes à chaud pour économie d’énergie, permettant un cycle de maintenance optimisé. Les 2 luminaires (pour un bureau simple) situés près des fenêtres seront commandés indépendamment de ceux côté couloir afin de tenir compte de l’éclairage naturel.

Question A.1 : Caractériser la fonction FP1 en complétant le tableau du document réponse A (voir données réglementaires en annexe A1).

Question A.2 : Les exigences de la norme EN 12464 ne sont pas les seuls critères pour assurer un confort optimal d’un éclairage. Citer au moins deux autres critères.
Pour obtenir, par bureau simple (2 trames) équipé de 4 luminaires d’un tube fluorescent, à la fois un bon confort visuel et une consommation électrique la plus faible possible, une solution très performante est nécessaire.

L’étude qui suit doit permettre de valider la solution retenue (Luminaires BEL AIR de MAZDA munis de tubes TL5 de diamètre 16 mm présentés en annexe A1) en la comparant avec une solution plus classique (luminaires INDOLIGHT de MAZDA munis de tubes classiques de diamètre 26 mm de puissance 36W présentés en annexe A1).

A.3 : choix du luminaire

Question A.3.1. Les deux luminaires choisis sont de classe électrique I. Expliquer ce que signifie cette classe électrique.

Question A.3.2. Quel est le taux d’éblouissement unifié du luminaire BEL AIR (annexe A1) ? Conclure en précisant si ce taux correspond au cahier des charges.

Question A.3.3. Quelle est la classe optique de chacun des deux luminaires ? Quel est le rendement optique de chacun ?

A.4 : justification de la rentabilité de la solution retenue

Question A.4.1. Pour chacune des sources étudiées (annexe A 2), donner l’efficacité lumineuse en lm/W sur le document réponse A

Question A.4.2. Donner dans chaque cas la puissance réelle consommée par la source équipée de son ballast (annexes A1). Donner en pourcentage de la puissance absorbée la consommation du ballast.

Question A.4.3. Les luminaires BEL AIR munis de tubes TL5 sont équipés de ballasts électroniques alors que les luminaires INDOLIGHT sont équipés de ballasts ferromagnétiques. Quels sont les principaux avantages du ballast électronique sur le ballast ferromagnétique.

Question A.4.4. Pour un bureau simple de 13,5 m², calculer l’économie annuelle réalisée en installant des luminaires BEL AIR plutôt que des luminaires INDOLIGHT. Prendre un coût moyen du kWh de 7 centimes d’euro et un temps de fonctionnement moyen de 2000 h par an.

Quelle est l’économie totale annuelle pour les 1220 postes de travail ? (Chaque poste de travail représente deux trames).

A5 : UNIFORMITÉ DE L’ÉCLAIREMENT.

Le facteur d’uniformité est le rapport entre l’éclairement minimum d’un point du plan de travail et l’éclairement moyen. Il doit être supérieur ou égal à 80%.

Le constructeur du luminaire donne un espacement maximum entre luminaires en fonction de la hauteur utile : s/hu à respecter dans le sens transversal (Tr) et longitudinal (Lg) du luminaire (voir annexe A1).

Données : - hauteur du plan de travail 0,8 m du sol,

- hauteur sous plafond : 3,0m.

Le calcul ne sera mené que pour le luminaire BEL AIR.

Question A.5.1. Pour assurer un facteur d’uniformité supérieur ou égal à 80%, donner pour un bureau :

      • la distance maximale entre deux poutres,

      • la distance maximale entre deux luminaires d’une même poutre.

Question A.5.2. Comparer ces distances avec l’implantation des poutres et conclure.

A6 : CALCUL DES FLUX (annexes A2, A3 et A4).

On se propose de vérifier que le flux lumineux du tube installé (annexe A2) permet d’obtenir l’éclairement minimal prescrit par la norme (question A1).

La méthode utilisée est la méthode des flux partiels rappelée en annexe A3.

Le tableau des utilances des luminaires est donné en annexe A4.

Le calcul sera mené pour le luminaire BEL AIR et pour le luminaire INDOLIGHT.
Les facteurs de réflexion sont les suivants : plafond 80%, murs 70%, plan de travail 10%.

Question A.6.1. Calculer l’indice du local K d’un bureau de deux trames.

Question A.6.2. Quel est le rapport de suspension j ?

Déterminer l’utilance « u ». On prendra K=0,8.

Question A.6.3.

Pour la solution INDOLIGHT, le facteur de dépréciation d sera de 1,5. Ce facteur est recommandé par l’A.F.E. dans le cas de locaux propres.

Pour la solution BEL AIR, compte tenu de l’excellent facteur de maintenance de ces tubes (90% du flux encore disponible au bout de 20000 h de fonctionnement), un facteur de dépréciation d de 1,2 sera retenu.

Pour chacune des deux solutions BEL AIR et INDOLIGHT, calculer le flux total Ft ainsi que le flux minimal nécessaire par tube F.

Comparer ce dernier flux au flux d’un tube TL5 (solution BEL AIR) et d’un tube TFP 36 (solution INDOLIGHT) et conclure.

Question A7 : conclusion

Justifier l’intérêt de la solution BEL AIR en argumentant à l’aide des résultats précédents.

PARTIE B
« Confort hygrothermique.»
La façade extérieure du bâtiment est une façade rideau constituée d’une « double peau ».

Question B.1. (Voir données réglementaires en Annexe B) 
Compléter le document réponse B, concernant la contrainte suivante :
« Respecter les performances minimales d’enveloppe de la façade rideau « double peau ».

B.2. Détermination du coefficient Uw façade de la paroi double peau

Pour les questions B.2.1.à B.2.5. : utiliser les documents réponses B et les annexes B.

Question B.2.1. : Expliquer comment la conception de la paroi participe en toute saison à l’objectif global de consommation annuelle inférieure à 120 kWh/m² shon.


On se propose de calculer le coefficient Uw façade de la façade rideau :
Question B.2.2. : On étudie la partie opaque de la façade rideau. Calculer l’épaisseur d’isolant pour avoir un coefficient de transmission surfacique Up de la partie opaque égal à 0,256W/(m².°C).

Question B.2.3. : Calculer le coefficient Uw moyen de la peau intérieure avec la relation proposée dans le document réponse B.

Question B.2.4. : Les essais réalisés par le CSTB sur le comportement thermique de la façade double peau montrent qu’en période froide, l’isolation thermique est améliorée de 16% par rapport à une façade simple peau.
Pour une valeur Uw moyen de 1,75 W / (m².°C) de la peau intérieure, évaluer le coefficient Uw façade de la paroi double peau en tenant compte de cette amélioration.

Question B.2.5. : Vérifier si cette paroi respecte les performances thermiques minimales d’enveloppe.
B.3. Étude du risque de condensation
Utiliser les documents réponses B.

Question B.3.1. : Calculer la température de la lame d’air Tvisit dans le volume visitable.


Pour les questions suivantes, la température du volume visitable sera de (-5°C) et l’humidité relative de 70%. La température de rosée sera de (-8,5°C).
Question B.3.2. : Pour une valeur de résistance superficielle Rs’= 0,043 m².K / W, calculer la température de la face interne de la peau extérieure Tpv.

Question B.3.3. : Conclure sur le risque de condensation sur la face interne de la peau extérieure.

Question B.4. Étude réglementaire du bâtiment

Le coefficient Ubât du bâtiment est de 0,715 W / (m².°K) .

Le calcul réglementaire donne Ubat ref = 0,885 W / (m².K).

La réglementation concernant ce type de bâtiment indique Ubat maxi = Ubat ref x 1,5

Évaluer le gain du projet par rapport à Ubat maxi.


PARTIE C

Analyse des solutions mises en place : « Étude du traitement d’ambiance d’un bureau ».

Utiliser les documents réponses C et les annexes C1, C2, C3.
Les questions C3 et C4 sont indépendantes des questions C1 et C2.
Dans l’aile ouest du bâtiment, l’air primaire est traité de façon centralisée par une CTA comprenant principalement :

      • un récupérateur de chaleur statique type échangeur à plaques,

      • un caisson de mélange,

      • une batterie chaude (BC),

      • une batterie froide (BF).


L’air primaire est ensuite soufflé de la sortie de la CTA vers les poutres dynamiques.
Les bureaux sont équipés d’une ou deux poutres dynamiques en fonction de leur surface. Une poutre intègre le traitement de l’air et l’éclairage. Elle adapte l’air aux conditions de confort attendues en fonction des déperditions et des apports liés à l’occupation.
La poutre est équipée d’un ventilateur et d’une batterie terminale à eau alimentée en eau chaude 48°C/35°C ou eau glacée 14°C/16°C. La poutre reprend de l’air ambiant, ajuste sa température et le mélange à l’air primaire avant de l’insuffler dans le bureau.
On se propose d’étudier le traitement de l’air dans un bureau de 13,5 m² pour les conditions de fonctionnement suivantes.
Conditions extérieures : Text = 0°C, Hrext = 60%.

Conditions intérieures : Tamb = 20°C , Hramb = 50% (conditions de reprise).
C.1) Échangeur à plaques
Question C.1.1) : Déterminer Tnp la température de l’air neuf préchauffé, l’efficacité de l’échangeur étant égale à  = 0,47.
Question C.1.2) : Placer les points 1, 2 et 3 sur le diagramme de l’air humide (les 3 points sont définis sur le document réponse C). Tracer l’évolution de l’air extérieur dans l’échangeur sur le diagramme de l’air humide.
Question C.1.3) : Lire sur le diagramme la valeur de l’humidité relative du point 3 : Hrnp, compléter sur le document réponse C le cadre du point 3 : air neuf préchauffé.
C.2) Caisson de mélange
Question C.2.1) : Compléter les cadres air neuf préchauffé (point 3) et air repris (point 2).

Pour un recyclage de 50% de l’air repris, justifier par le calcul ou graphiquement la position du point 4 à la sortie du caisson de mélange.
Compléter le cadre du point 4 : air à la sortie du caisson de mélange.

C.3) Batterie chaude CTA utiliser les documents réponse C.

Pour les conditions extérieures données, la consigne de température de l’air primaire à la sortie de la CTA est de 16 °C (point 5).

Le point 4 correspondant aux conditions à l’entrée de la CTA est donné sur le diagramme de l’air humide.

Le traitement de l’air entre les points 4 et 5 est décrit sur le document réponse C.

Question C.3.1) : Placer le point 5 correspondant aux conditions de l’air primaire à la sortie de la CTA sur le diagramme de l’air humide, tracer l’évolution de l’air dans la batterie chaude et compléter le document réponse C.
Question C.3.2) : Déterminer la puissance de la batterie chaude de la CTA pour un débit d’air primaire au ventilateur égal à 8430m3/h.

C.4) Traitement terminal dans la poutre dynamique :
L’air est ensuite traité de façon terminale dans la poutre.

Dans un premier temps, 380m3/h d’air repris sont chauffés ou refroidis par la batterie (point 6) puis mélangés aux 90m3/h d’air primaire (point 5).

L’air dans les conditions de soufflage (point 7) est ensuite rediffusé dans le bureau.

La puissance de la batterie chaude de la poutre (600W) permet de compenser les déperditions et de réchauffer l’air primaire.

Question C.4.1) : Dans le cas où le bureau est inoccupé et non ensoleillé, pour une température extérieure de 0°C quelle doit être la puissance sensible apportée par l’air soufflé ? Voir Annexe C3.
Question C.4.2) :

Compléter le cadre du point 2 (air repris) en vous aidant du diagramme de l’air humide.

Calculer le débit massique au point 2 et en déduire le débit massique au point 6.
Question C.4.3) :

Calculer l’enthalpie du point 6 et tracer l’évolution sur le diagramme de l’air humide du document réponse C. Compléter le cadre du point 6.
Question C.4.4) : Calculer le débit massique du point 7 et en déduire le débit volumique en m3/h.
Question C.4.5) :

Compléter le cadre du point 5 (air primaire à la sortie de la CTA).

Calculer le débit massique du point 5.

Déduire les caractéristiques du point 7, correspondant au point de mélange et point de soufflage, en utilisant les débits massiques des points 5 et 6. Placer le point 7 sur le diagramme de l’air humide.
Question C.4.6) : Déterminer le débit massique d’eau chaude dans la batterie (48°C/35°C).

Donnée : Ceau = 4180J .kg-1.K-1.
C.5) Refroidissement dans la poutre dynamique : sur le document réponse C.
On étudie ici le fonctionnement en rafraîchissement de la poutre dynamique. La batterie froide est à eau glacée (14/16°C).
Question C.5.1) : Pour des conditions de reprise (point 2) dans la poutre de 22°C et 70% d’humidité relative que se passe-t-il lors du contact avec la batterie froide de la poutre ? Quel inconvénient cela entraîne-t-il ?
Question C.5.2) : Sur quelle grandeur doit-on agir pour éviter ce phénomène ?

C.6) Gestion de l’ambiance dans le bureau le document réponse C.
Question C.6.1) : Quelles sont les fonctions de la sonde d’ambiance, de la correction d’ambiance et du contact de feuillure dans le bureau.


  1   2   3   4   5   6   7   8   9

similaire:

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation icon28 décembre 2016 journal officiel de la république française texte 55 sur 189
«pour les procédures ouvertes avant le 1er janvier 2006 aux documents figurant à l’annexe 8-5 au présent livre» sont remplacés par...

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation iconJournées thématiques de Weinig Dimter : première mondiale d'une nouvelle...
«Industrie 0» a marqué de sa présence permanente les deux journées. Weinig Dimter, avec un flux de données homogène, une automatisation...

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation iconPrésentation et objectifs
«Musiciens et partenaires» accessible depuis la page d’accueil et sont également joints à cette présentation

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation iconQuestions reponses a propos des cours d'esh et d'economie approfondie
«toutes choses égales par ailleurs» ? Je rencontre très souvent cette ‘expression' dans des documents d’éco et ne suis pas tellement...

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation iconGestion électronique des documents … Acquisition de documents papier...
«papier» pour les intégrer dans le système de gestion électronique des documents produits et exploités au sein de l’organisation

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation icon8: Valorisation et produits médiatiques (tous les enseignants du...
«astuces de hoaxbusters» pour vérifier la fiabilité d’une information sous forme de capsules vidéos, de clips, d’expositions d’affiches...

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation iconMedia Information
«Il est toujours plus facile de rendre une voiture de course rapide plus stable que de rendre une voiture stable plus rapide. Mais...

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation iconA m le Président de la Commission des Droits de l’Homme de l’O. N....
«antitotalitarisme» ( !) prétendent aujourd’hui discriminer parce qu’il est un dirigeant du Parti communiste en Pologne. Solidarité...

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation iconTitre : Organisation et gestion des collections spécialisées : manuscrits,...
«bien familial», de l'argent économisé pour être transmis; et, bien qu'il n'eût de comptes à rendre à personne, IL éprouvait un sentiment...

Les documents réponses sont à rendre avec la copie. I présentation iconTitre : Organisation et gestion des collections spécialisées : manuscrits,...
«bien familial», de l'argent économisé pour être transmis; et, bien qu'il n'eût de comptes à rendre à personne, IL éprouvait un sentiment...








Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
ar.21-bal.com