BTS Domotique - juin 2011 - Eduscol

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: o Bureau 1 personne : 13,50 m²
o Bureau 2 personnes : 20,25 m²
o 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