Mesures d'efficacité énergétique - Résidentiel - Code modèle national de l'énergie pour les bâtiments (CMNÉB)
Le code existant est une norme pour les bâtiments de taille moyenne. Cette norme subit présentement une révision, et un nouveau code remplacera le code existant en 2012. Dans le CMNÉB actuel, les exigences minimales pour l'enveloppe du bâtiment dépendent des coûts régionaux pour l'énergie. Il y a six grandes catégories de bâtiments ayant une, deux ou trois sous-catégories. Ces catégories sont énumérées ci-dessous avec des exemples entre parenthèses.
Mandat du modèle
L'immeuble résidentiel à multiples unités de logement est un bâtiment de quatre étages, 59 unités de logement, de 9 000 m² situé à Calgary, Alberta, Canada. Le système de production de chaleur de référence (cas de référence) pour ce bâtiment est une chaudière électrique qui est remplacée par une pompe à chaleur géothermique dans le cas proposé. Pour la climatisation, un compresseur conventionnel est remplacé par un système de tuyauterie souterrain agissant comme puits de chaleur. Dans le cas de référence et le cas proposé, le chauffage des locaux est fourni à l'aide de chauffage radiant dans le plancher et la climatisation est fournie à l'aide de systèmes à air forcé. La ventilation est fournie par une combinaison de pressurisation des couloirs avec des seuils de portes coupés pour les appartements (air neuf d'appoint pour les électroménagers fonctionnant au gaz à l'intérieur des appartements) et de ventilateurs de récupération d'énergie dans les appartements.
Les équipements électriques faisant partie de l'immeuble sont l'éclairage, les pompes, les ventilateurs et les charges branchées directement dans les prises. L'éclairage ainsi que tous les équipements électriques ont un impact sur le chauffage des locaux et sur la climatisation sauf les pompes et les ventilateurs.
Cas de référence
Combustibles et horaires
Système de production de chaleur
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.
Le code existant est une norme pour les bâtiments de taille moyenne. Cette norme subit présentement une révision, et un nouveau code remplacera le code existant en 2012. Dans le CMNÉB actuel, les exigences minimales pour l'enveloppe du bâtiment dépendent des coûts régionaux pour l'énergie. Il y a six grandes catégories de bâtiments ayant une, deux ou trois sous-catégories. Ces catégories sont énumérées ci-dessous avec des exemples entre parenthèses.
- Établissement commercial (boutiques, supermarchés, etc.)
- Établissement d'affaires (banques, bureaux, cliniques, établissements de location, salon de coiffure, etc.)
- Établissement de réunion (théâtres, cinémas, auditoriums, écoles, églises, bibliothèques, musées, etc.)
- Établissement de soins et de détention (hôpitaux, prisons, orphelinats, maisons de repos)
- Établissement industriel (séparés en usine à risques faibles, moyens et très élevés)
- Habitation (appartements, internats pour collèges, dortoirs, hôtels, motels, pensions de famille)
Mandat du modèle
L'immeuble résidentiel à multiples unités de logement est un bâtiment de quatre étages, 59 unités de logement, de 9 000 m² situé à Calgary, Alberta, Canada. Le système de production de chaleur de référence (cas de référence) pour ce bâtiment est une chaudière électrique qui est remplacée par une pompe à chaleur géothermique dans le cas proposé. Pour la climatisation, un compresseur conventionnel est remplacé par un système de tuyauterie souterrain agissant comme puits de chaleur. Dans le cas de référence et le cas proposé, le chauffage des locaux est fourni à l'aide de chauffage radiant dans le plancher et la climatisation est fournie à l'aide de systèmes à air forcé. La ventilation est fournie par une combinaison de pressurisation des couloirs avec des seuils de portes coupés pour les appartements (air neuf d'appoint pour les électroménagers fonctionnant au gaz à l'intérieur des appartements) et de ventilateurs de récupération d'énergie dans les appartements.
Les équipements électriques faisant partie de l'immeuble sont l'éclairage, les pompes, les ventilateurs et les charges branchées directement dans les prises. L'éclairage ainsi que tous les équipements électriques ont un impact sur le chauffage des locaux et sur la climatisation sauf les pompes et les ventilateurs.
Cas de référence
Combustibles et horaires
- Horaire d'occupation du CMNÉB de 16 h/j, 7 jours/semaine
- Températures de consigne égales aux températures par défaut du CMNÉB, 21,1 ºC pour le chauffage des locaux et 23,3 ºC pour la climatisation, une variation de température de 2 ºC est acceptées durant les périodes inoccupées
- Température de transition entre le chauffage et la climatisation de 16 ºC
- Prix de l'électricité de 0,069$/kWh, prix du gaz naturel de 0,28$/m³
- Chauffage fourni par une chaudière électrique, rendement de 100%
- Réservoirs d'eau chaude chauffés au gaz naturel, rendement de 100%
- Climatisation fournie par un compresseur central, COP de 3,8
- Façade nord du bâtiment fait face directement au nord-ouest
- Surface des murs de 1 080 m² pour les façades nord et sud et de 300 m² pour les façades est et ouest
- Isolation des murs de 2,7 m²-ºC/W
- Surface du toit de 2 250 m²
- Isolation du toit de 7,14 m²-ºC/W
- Ratio de la surface des fenêtres par rapport à la surface des murs de 18%
- Fenêtres à double vitrage fixe avec cadre en vinyle et entretoises en aluminium
- Ombrage de 10% en hiver sur toutes les fenêtres. Durant l'été, ombrage de 15% pour les fenêtres au nord, de 20% pour celles à l'est et à l'ouest et de 40% pour celles au sud
- Infiltrations naturelles d'air d'environ 0,35 changement d'air par heure, volume du bâtiment de 27 000 m³
- Le CMNÉB exige deux sources de ventilation pour cet immeuble, une unité pour la pressurisation du couloir (incluant les espaces communs) et des ventilateurs dans les appartements
- La portion du couloir (4% de la surface de planchers totale) a un système à débit constant de 3 000 L/s avec 15% d'air neuf et un système de réchauffage de l'air refroidi
- La portion des appartements peut être traitée comme une seule zone sans réchauffage de l'air refroidi, dont le débit total est de 25 000 L/s, avec un quart d'air neuf et un système de ventilation qui fonctionne en continu
- Densité de puissance lumineuse de 9 W/m² dans les appartements. Cependant, en incluant les aires communes telles que les halls d'entrée, les escaliers et les escaliers, la densité de puissance moyenne est de 8,7 W/m²
- Pour tenir compte de l'éclairage continu du couloir, l'éclairage pour tous le bâtiment est considéré comme étant de 6 h/j
- Équipements électriques branchés directement dans les prises électriques de 5 W/m² dans les appartements seulement durant environ 8 h/j
- Deux pompes dans le bâtiment : moteur de 7 kW entrainant la pompe pour le système de chauffage et refroidissement de l'eau et moteur de 3 kW utilisé pour la circulation de l'eau chaude, pourcentage d'utilisation est de 60%
- Ventilateur d'approvisionnement d'air dans le couloir de 7kW, ventilateur d'extraction d'air du couloir de 1 kW, pourcentage d'utilisation de 70% dans les deux cas
- Ventilateur d'approvisionnement de l'air de 250 W, pourcentage d'utilisation de 70%
- Eau chaude fournie par chaudières au gaz naturel dans chaque appartement
- Température de l'eau chaude de 60 ºC
- Quantité d'eau chaude consommée dans le bâtiment de 14,000 L/j
Système de production de chaleur
- Chaudière remplacée par une pompe à chaleur géothermique, rendement saisonnier de 415%, surcoût à l'investissement de 600 000$, économies d'exploitation et d'entretien de 5 000$
- Chauffage de l'eau remplacé par une chaudière au gaz naturel, un rendement de 85%, surcoût à l'investissement de 2 000$
- Compresseurs remplacés par un système contournant la pompe à chaleur géothermique et utilisant les nappes d'eau froide souterraines comme puits de chaleur, COP de 8 utilisé pour modéliser ce procédé.
- Surcoût associé à l'installation du contournement et du système de contrôle de 4 000$
- Fenêtres remplacées par fenêtres à double vitrage à faible émissivité, cadres en vinyle et bois, Valeur U de 2,2(W/m²)/ºC, coefficient d'apport de rayonnement solaire de 0,6
- Isolation des murs augmentée à 4,5 m²-ºC/W. On présume que les coûts d'installation sont identiques aux coûts des matériaux
- Infiltrations naturelles de l'air diminuées à 0,15 changement d'air par heure grâce aux améliorations de la technique d'étanchéité, pour un coût additionnel de 8 000$
- Débit d'air du couloir réduit à 450 L/s d'air neuf
- Système de ventilation dans les appartements équipé de ventilateurs de récupération d'énergie ayant un rendement de 62% et débit d'air réduit du trois quart, air neuf seulement
- Surcoût pour les ventilateurs de récupération d'énergie de 1 000$ par appartement
- L'installation de détecteurs de mouvement et de chaleur dans chaque appartement devrait réduire les heures d'opération de 1,5 h/j, surcoût de 200$ par appartement
- Les lignes directrices de modélisation du CMNÉB suggèrent que l'immeuble du cas proposé et du cas de référence aient des équipements électriques branchées directement dans les prises électriques identiques. Les heures d'opération sont les mêmes dans les deux cas
- Installation de pompes à vitesse variable pour la boucle primaire de chauffage et climatisation entrainée par un moteur à très haut rendement énergétique, pourcentage d'utilisation de 40%
- Installation de pompe de circulation à vitesse variable pour l'eau chaude entrainée par un moteur à très haut rendement énergétique, pourcentage d'utilisation de 40%
- Surcoût pour les deux pompes à vitesse variable de 1 000$
- Pompes à vitesse variable pour la boucle secondaire de la pompe à chaleur entrainée par un moteur à très haut rendement énergétique de 10 kW, pourcentage d'utilisation de 40%, surcoût des pompes inclut dans le surcoût de l'installation des pompes à chaleur géothermique
- Installation de ventilateurs d'approvisionnement d'air à pales inclinées vers l'avant de 1 kW, moteurs à très haut rendement, débit constant, pourcentage d'utilisation de 70%
- Aucun ventilateur d'extraction d'air proposé, excès d'air du couloir évacué à travers les appartements
- Ventilateurs d'approvisionnement d'air des appartements sont partie intégrante des unités de récupération d'énergie à l'intérieur des appartements qui sont environ 100 W chacun
- Le remplacement des ventilateurs réduit les coûts de 1 500$
- Installation de pommes de douche à faible débit et d'aérateurs à faible débit pour tous les robinets, réduction attendue de l'utilisation de l'eau chaude de un tiers en considérant une pomme de douche et trois robinets par appartement le surcoût est de 9 300$
- Température de l'eau chaude réduite à 55 ºC
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.
