Mesures d'efficacité énergétique - Résidentiel - Chauffage solaire passif / Canada (Hamilton)
Mandat de l'étude de cas
On vous demande de vous impliquer dans un nouveau projet d'immeuble résidentiel en copropriété. L'objectif du projet est de proposer une construction de meilleure qualité dans le marché très spéculatif des appartements en copropriété, afin d'offrir des performances énergétiques et un confort supérieurs avec de plus faibles frais d'exploitation. L'utilisation de fenêtres à haut rendement est proposée. Le promoteur désire avoir une analyse énergétique et financière sur l'intérêt d'utiliser des fenêtres à haut rendement plutôt que des fenêtres ordinaires à double vitrage et les effets engendrés sur deux appartements typiques, l'un faisant face au sud et l'autre faisant face au nord.
Données techniques
L'immeuble sera situé près de Hamilton, Ontario, Canada, pas très loin de Toronto. Sa forme est longue et étroite, avec une longue façade orientée à 30º vers l'ouest par rapport au sud. La structure principale de l'immeuble est en béton avec une isolation thermique supérieure à la moyenne. Un appartement typique aura une superficie de 114 m² et 3 fenêtres ouvrantes totalisant 11,9 m² d'ouverture. Le chauffage est au gaz naturel avec un rendement saisonnier de 78 %, la climatisation est aussi à haut rendement. Des balcons permettent d'offrir un ombrage intéressant sur une des fenêtres au sud, en été. Le bâtiment en est toujours au stade de la conception et les capacités des systèmes de chauffage et de climatisation n'ont pas encore été déterminées.
Habituellement, le constructeur utilise des fenêtres à double vitrage, avec cadre en aluminium et coupe-pont thermique. Les performances habituelles de ces fenêtres sont une valeur U de 3,4 W/(m²-ºC) et un coefficient de gains solaires (CARS) de 0,55. Ces valeurs passent respectivement à 1,55 W/(m²-ºC) et 0,31 avec des fenêtres à haut rendement, avec un cadre mieux isolé et un double vitrage rempli à l'argon, intercalaire isolant et film à basse émissivité.
Données financières
Les données financières nécessaires à l'analyse sont fournies par le client : taux d'inflation de 2 %, ratio d'endettement de 80 %, taux d'indexation du coût en combustible de 3 %, taux d'intérêts sur la dette de 9 %, taux d'actualisation de 9 %, durée de l'emprunt de 20 ans, durée de vie du projet de 30 ans et taux d'imposition de 25 %. D'un point de vue fiscal, les fenêtres peuvent être amorties linéairement sur une période de 30 ans. Le financement sera assuré par le client. Le prix de détail de l'électricité est de 0,085 $/kWh et le coût de la puissance appelée par mois est de 6 $/kW. Le gaz naturel coûte 0,20 $/m³. Des fenêtres ordinaires à double vitrage reviennent à environ 200 $/m² alors que le surcoût pour des fenêtres à haut rendement serait de 50 $/m².
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
Projet réel
Résultats
La copropriété sise au 77, Governors Road à Dundas, Ontario, près de Hamilton, au Canada. Ce projet propose une construction de meilleure qualité dans le marché très spéculatif des appartements en copropriété, mais aussi des performances énergétiques et un confort supérieurs avec de plus faibles frais d'exploitation. Le propriétaire et promoteur du projet, Urban Horse Developments, a l'intention de faire la preuve qu'il est possible d'avoir une approche plus conforme aux concepts de développement durable et de proposer en même temps des immeubles attrayants n'ayant plus les problèmes habituellement rencontrés avec des enveloppes de piètre qualité. La société d'ingénieurs-conseils en environnement, génie mécanique et électrique, Enermodal Engineering Limited, a contribué à l'élaboration de ce projet. Les caractéristiques optimales de l'enveloppe du bâtiment et des systèmes mécaniques permettent de satisfaire les exigences de performance énergétique du programme C2000 de Ressources naturelles Canada et du Concours « Défi Idées » de la Société canadienne d'hypothèques et de logement.
Les fenêtres à haut rendement sont un élément important du projet. Elles offrent un confort accru et des économies d'énergie substantielles. De plus, leur installation a permis d'éviter celle d'un chauffage périphérique avec les coûts qui y sont associés, et de réduire la capacité de la chaufferie et du système de climatisation, tout en tenant compte de murs mieux isolés. Les économies réalisées sur les systèmes de chauffage et de climatisation sont estimées à 250 $ par appartement. Le temps de retour sur l'investissement associé aux nouvelles fenêtres est de 5 ans.
Description du système
Les fenêtres à haut rendement sont l'élément distinctif le plus particulier de ce projet. Il s'agit de fenêtres à cadre en fibre de verre et double vitrage, avec intercalaire isolant, remplissage de la cavité à l'argon et film à basse émissivité, ayant une valeur U globale de 1,61 W/(m²-°C). Il s'agit probablement des meilleures fenêtres disponibles sur le marché avant de passer au triple vitrage. Combinées à une isolation thermique renforcée de l'enveloppe, ces fenêtres maintiennent une température de surface intérieure suffisamment élevée pour supprimer le besoin d'un chauffage périphérique en hiver.
Leçons à tirer
Les immeubles d'appartements ont traditionnellement été construits avec des fenêtres de bas de gamme. Ce projet a permis de montrer que des fenêtres à meilleur rendement énergétique peuvent être un élément clef dans la réussite d'un projet résidentiel alliant confort, économie et qualité de vie.
Photo
Immeuble résidentiel en copropriété, Ontario, Canada
Références
Mandat de l'étude de cas
On vous demande de vous impliquer dans un nouveau projet d'immeuble résidentiel en copropriété. L'objectif du projet est de proposer une construction de meilleure qualité dans le marché très spéculatif des appartements en copropriété, afin d'offrir des performances énergétiques et un confort supérieurs avec de plus faibles frais d'exploitation. L'utilisation de fenêtres à haut rendement est proposée. Le promoteur désire avoir une analyse énergétique et financière sur l'intérêt d'utiliser des fenêtres à haut rendement plutôt que des fenêtres ordinaires à double vitrage et les effets engendrés sur deux appartements typiques, l'un faisant face au sud et l'autre faisant face au nord.
Données techniques
L'immeuble sera situé près de Hamilton, Ontario, Canada, pas très loin de Toronto. Sa forme est longue et étroite, avec une longue façade orientée à 30º vers l'ouest par rapport au sud. La structure principale de l'immeuble est en béton avec une isolation thermique supérieure à la moyenne. Un appartement typique aura une superficie de 114 m² et 3 fenêtres ouvrantes totalisant 11,9 m² d'ouverture. Le chauffage est au gaz naturel avec un rendement saisonnier de 78 %, la climatisation est aussi à haut rendement. Des balcons permettent d'offrir un ombrage intéressant sur une des fenêtres au sud, en été. Le bâtiment en est toujours au stade de la conception et les capacités des systèmes de chauffage et de climatisation n'ont pas encore été déterminées.
Habituellement, le constructeur utilise des fenêtres à double vitrage, avec cadre en aluminium et coupe-pont thermique. Les performances habituelles de ces fenêtres sont une valeur U de 3,4 W/(m²-ºC) et un coefficient de gains solaires (CARS) de 0,55. Ces valeurs passent respectivement à 1,55 W/(m²-ºC) et 0,31 avec des fenêtres à haut rendement, avec un cadre mieux isolé et un double vitrage rempli à l'argon, intercalaire isolant et film à basse émissivité.
Données financières
Les données financières nécessaires à l'analyse sont fournies par le client : taux d'inflation de 2 %, ratio d'endettement de 80 %, taux d'indexation du coût en combustible de 3 %, taux d'intérêts sur la dette de 9 %, taux d'actualisation de 9 %, durée de l'emprunt de 20 ans, durée de vie du projet de 30 ans et taux d'imposition de 25 %. D'un point de vue fiscal, les fenêtres peuvent être amorties linéairement sur une période de 30 ans. Le financement sera assuré par le client. Le prix de détail de l'électricité est de 0,085 $/kWh et le coût de la puissance appelée par mois est de 6 $/kW. Le gaz naturel coûte 0,20 $/m³. Des fenêtres ordinaires à double vitrage reviennent à environ 200 $/m² alors que le surcoût pour des fenêtres à haut rendement serait de 50 $/m².
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
- Les très bons résultats financiers obtenus avec les fenêtres performantes sont en grandes proportions attribuables aux économies réalisées au niveau des capacités de la chaufferie et du système de climatisation. Dans le cas d'un projet de rénovation de fenêtres, comme il n'y a pas de modification apporté à la chaufferie, les résultats financiers seraient beaucoup plus petit. Le temps de retour simple sur investissement pour l'appartement faisant face au nord serait beaucoup plus important que pour l'appartement faisant face au sud.
- La réduction de la demande de puissance électrique a été obtenue en divisant la réduction de la demande de climatisation par le rendement frigorifique saisonnier du système de climatisation. Le coût unitaire (annuel) de la puissance appelée est égal au coût de la puissance appelée par mois multiplié par trois mois (les trois mois d'été durant lesquels la demande en climatisation est maximale).
Projet réel
Résultats
La copropriété sise au 77, Governors Road à Dundas, Ontario, près de Hamilton, au Canada. Ce projet propose une construction de meilleure qualité dans le marché très spéculatif des appartements en copropriété, mais aussi des performances énergétiques et un confort supérieurs avec de plus faibles frais d'exploitation. Le propriétaire et promoteur du projet, Urban Horse Developments, a l'intention de faire la preuve qu'il est possible d'avoir une approche plus conforme aux concepts de développement durable et de proposer en même temps des immeubles attrayants n'ayant plus les problèmes habituellement rencontrés avec des enveloppes de piètre qualité. La société d'ingénieurs-conseils en environnement, génie mécanique et électrique, Enermodal Engineering Limited, a contribué à l'élaboration de ce projet. Les caractéristiques optimales de l'enveloppe du bâtiment et des systèmes mécaniques permettent de satisfaire les exigences de performance énergétique du programme C2000 de Ressources naturelles Canada et du Concours « Défi Idées » de la Société canadienne d'hypothèques et de logement.
Les fenêtres à haut rendement sont un élément important du projet. Elles offrent un confort accru et des économies d'énergie substantielles. De plus, leur installation a permis d'éviter celle d'un chauffage périphérique avec les coûts qui y sont associés, et de réduire la capacité de la chaufferie et du système de climatisation, tout en tenant compte de murs mieux isolés. Les économies réalisées sur les systèmes de chauffage et de climatisation sont estimées à 250 $ par appartement. Le temps de retour sur l'investissement associé aux nouvelles fenêtres est de 5 ans.
Description du système
Les fenêtres à haut rendement sont l'élément distinctif le plus particulier de ce projet. Il s'agit de fenêtres à cadre en fibre de verre et double vitrage, avec intercalaire isolant, remplissage de la cavité à l'argon et film à basse émissivité, ayant une valeur U globale de 1,61 W/(m²-°C). Il s'agit probablement des meilleures fenêtres disponibles sur le marché avant de passer au triple vitrage. Combinées à une isolation thermique renforcée de l'enveloppe, ces fenêtres maintiennent une température de surface intérieure suffisamment élevée pour supprimer le besoin d'un chauffage périphérique en hiver.
Leçons à tirer
- Des fenêtres à haut rendement peuvent réduire considérablement les frais de chauffage et de climatisation des appartements de la copropriété.
- Avec des fenêtres à haut rendement, l'installation d'un chauffage périphérique peut même être évité.
- Les économies réalisées, grâce à l'utilisation de fenêtres à haut rendement, au niveau des coûts d'investissement dans les systèmes de chauffage et de climatisation, permettent de payer une grande partie du surcoût de ces fenêtres par rapport à des fenêtres bas de gamme.
Les immeubles d'appartements ont traditionnellement été construits avec des fenêtres de bas de gamme. Ce projet a permis de montrer que des fenêtres à meilleur rendement énergétique peuvent être un élément clef dans la réussite d'un projet résidentiel alliant confort, économie et qualité de vie.
Photo
Immeuble résidentiel en copropriété, Ontario, Canada
Références
- Carpenter, Stephen, « Communications personnelles », Enermodal Engineering Limited, 2000.
- Études de cas du Programme d'encouragement de bâtiments commerciaux efficaces, http://www.cbip.nrcan.gc.ca.
