Comment les systèmes primaires favorisent le succès de la certification Green Building

Les normes telles que LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) et WELL établissent des critères de référence pour la responsabilité environnementale, l'efficacité des ressources et la santé des occupants. Bien que le choix des matériaux et les choix du site comptent, les systèmes de base de la mécanique, de l'électricité et de la plomberie à l'intérieur d'un bâtiment déterminent si un projet respecte ces seuils rigoureux.

Quels sont les systèmes primaires dans le contexte des bâtiments écologiques?

Dans la construction conventionnelle, ces systèmes sont conçus pour une fonctionnalité de base et un coût initial minimal. Dans les bâtiments verts, l'accent est mis sur la performance du cycle de vie : efficacité énergétique, conservation des ressources, qualité de l'environnement intérieur et résilience. Chaque composant, de l'usine de refroidissement à l'aérateur du robinet, doit travailler ensemble dans le cadre d'une approche de conception intégrée. Cette interdépendance signifie que les décisions prises au début de la phase de conception influent directement sur les résultats de certification plus tard dans le processus.

Le rôle des systèmes CVC dans la certification

Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation sont généralement les plus gros consommateurs d'énergie dans les bâtiments commerciaux, représentant environ 40 % de la consommation totale d'énergie.

Efficacité énergétique et réduction des charges

Les systèmes de refroidissement à haute efficacité, les pompes à chaleur et les systèmes à débit de réfrigérant variable offrent le même confort thermique avec beaucoup moins d'énergie que les équipements plus anciens. Mais l'efficacité à elle seule ne suffit pas. Les certifications vertes récompensent les conceptions qui réduisent la charge thermique avant le calibrage des équipements.

Ventilation et qualité de l'air intérieur

Les systèmes de ventilation avancés (MERV 13 ou plus) et les systèmes de ventilation commandés par la demande assurent aux occupants une respiration propre de l'air tout en évitant les déchets d'énergie. Les ventilateurs de récupération de chaleur et les ventilateurs de récupération d'énergie captent l'énergie de l'air d'échappement à l'air frais d'arrivée préalable, une stratégie qui contribue directement aux crédits d'énergie et aux critères de santé des occupants.

Contrôle thermique du confort

Les systèmes de CVC en zone avec contrôle individuel de la température, les panneaux radiants de chauffage et de refroidissement et les thermostats intelligents permettent une gestion précise. La documentation des enquêtes de confort thermique et la surveillance continue peuvent être nécessaires pour la conformité au crédit, de sorte que les systèmes doivent être conçus avec des capacités de mesure et de vérification dès le départ.

Systèmes d'éclairage: Au-delà des économies d'énergie

L'éclairage est passé d'une ligne d'énergie simple à un outil stratégique pour le bien-être des occupants et la certification. La conception moderne de l'éclairage doit traiter le confort visuel, la santé circadienne, la maîtrise et l'intensité énergétique.

Technologie LED et efficacité lumineuse

Le passage à l'éclairage LED a déjà réduit la consommation d'énergie d'éclairage de 50 pour cent ou plus par rapport aux systèmes fluorescents. Les luminaires à haute efficacité, combinés à des capteurs d'occupation et à des contrôles de récolte de lumière du jour, font encore plus d'économies.

La récolte et l'intégration à la lumière du jour

La récolte de lumières diurnes utilise des photocapteurs pour réduire automatiquement les lumières électriques lorsque la lumière naturelle est suffisante. Cette stratégie réduit l'utilisation d'énergie tout en maintenant les espaces à l'aise. Les crédits exigent souvent qu'au moins 50 % de la surface occupée ait accès à la lumière du jour, mesurée par simulation ou par des essais sur place.

Éclairage circadien et performance humaine

Les systèmes à DEL blancs qui changent de température de couleur tout au long de la journée et de la mdash; refroidir le matin, plus chaud le soir et de la mdash; soutenir les cycles de veille naturelle. Les systèmes primaires doivent inclure l'infrastructure de contrôle pour gérer ces changements automatiquement tout en permettant une surcharge manuelle pour la préférence des occupants.

Systèmes de gestion de l'eau et crédits de certification

L'efficacité de l'eau est une catégorie essentielle pour toutes les grandes certifications de bâtiments écologiques. Les systèmes d'eau primaires englobent tout, de l'approvisionnement et de la distribution au drainage et au traitement.

Installations à faible débit et efficacité de l'appareillage

Les crédits sont généralement accordés en fonction d'un pourcentage de réduction de l'utilisation de l'eau à l'intérieur de l'eau par rapport à un niveau de référence calculé selon les normes de la Energy Policy Act. Le choix des appareils avec des étiquettes WaterSense ou des cotes équivalentes assure la conformité.

Récolte des eaux de pluie et recyclage des eaux grises

Les systèmes de collecte d'eau pluviale collectent les eaux de ruissellement des toits et d'autres surfaces, les filtrent et les stockent pour des applications non potables telles que l'irrigation, le maquillage des tours de refroidissement et la chasse à la chasse d'eau. Les systèmes d'eau grise collectent l'eau des puits, des douches et des laveries et les traitent pour une réutilisation semblable.

Irrigation et utilisation de l'eau dans le paysage

Les espèces végétales autochtones et adaptatives qui nécessitent un irrigation minimale, combinées à des régulateurs intelligents basés sur les conditions météorologiques et à l'irrigation par goutte à goutte, réduisent la demande d'eau du paysage de 50 % ou plus. Les capteurs de pluie et les capteurs d'humidité du sol empêchent l'arrosage excessif.

Énergies renouvelables et production sur place

L'intégration directe des sources d'énergie renouvelables dans les systèmes de construction réduit la dépendance à l'égard des combustibles fossiles fournis par les réseaux et contribue directement aux crédits d'énergie dans le cadre de programmes LEED, BREEAM et d'autres programmes.

Systèmes photovoltaïques solaires

Les réseaux photovoltaïques intégrés au toit et au bâtiment sont les technologies renouvelables les plus courantes sur place.L'établissement du système pour compenser un pourcentage significatif de consommation annuelle d'énergie et de mdash;10 % ou plus pour certains crédits et mdash LEED; exige une analyse et une coordination minutieuses de la charge avec l'infrastructure électrique.

Pompes à chaleur géothermiques

Les systèmes de pompes à chaleur à source terrestre utilisent la température stable de la terre pour fournir un chauffage et un refroidissement très efficaces. Bien que les coûts initiaux soient plus élevés que les CVC classiques, les économies d'énergie sont substantielles et cohérentes pendant la vie du système.

Technologies éoliennes et nouvelles

Les petites éoliennes sont réalisables dans certains sites dotés de ressources éoliennes adéquates. Les piles à combustible alimentées par du gaz naturel ou de l'hydrogène sont également de plus en plus traction comme solutions de production sur place.

Intégration et mise en service: le lien manquant

Les composants les plus efficaces au monde ne fonctionneront pas bien s'ils ne sont pas correctement intégrés et commandés. Les certifications vertes mettent fortement l'accent sur la mise en service fondamentale et améliorée de tous les systèmes primaires.

Commissions fondamentales

Le LEED exige que tous les systèmes liés à l'énergie soient mis en service conformément aux exigences du projet et aux bases de conception du propriétaire. Ce processus vérifie que l'équipement est correctement installé, que les commandes sont programmées correctement et que les systèmes fonctionnent comme prévu.

Mise en service renforcée

La mise en service améliorée va plus loin en faisant appel à une tierce partie chargée de la mise en service pendant la phase de conception, en effectuant des visites régulières sur place et en effectuant des essais saisonniers.Les systèmes sont surveillés pour en vérifier la performance pendant la première année d'occupation, et toute lacune est corrigée.

Mise en service fondée sur le suivi

La surveillance continue des performances au moyen de systèmes de gestion des bâtiments permet aux équipes d'installations de déceler la dégradation ou les défauts des systèmes primaires avant de gaspiller les ressources.

Incidence des systèmes primaires sur les résultats de certification

Un système CVC bien conçu peut réaliser 30 à 50 pour cent d'économies d'énergie par rapport à un modèle de code minimum. Des contrôles d'éclairage avancés avec la récolte de lumière du jour peuvent réduire la consommation d'énergie d'éclairage de 60 pour cent ou plus. Des installations efficaces en eau et une réutilisation sur place peuvent réduire la consommation d'eau potable de 40 à 80 pour cent.

Ces gains de performance se traduisent directement en points de certification. Par exemple, dans LEED v4.1 Construction et conception de bâtiments, la catégorie Énergie et atmosphère offre jusqu'à 30 points pour une performance énergétique optimisée. La qualité de l'environnement intérieur offre jusqu'à 16 points pour la qualité de l'air, le confort thermique et l'éclairage.

Au-delà de la poursuite ponctuelle, les systèmes primaires bien conçus réduisent les coûts d'exploitation, améliorent la satisfaction des locataires, augmentent la valeur des biens et contribuent aux objectifs climatiques.

Étapes pratiques pour les équipes de projet

Pour obtenir une certification par la conception du système primaire, il faut un processus délibéré dès les premières étapes d'un projet.

  • Établir des objectifs de rendement précoces Établir l'intensité de la consommation d'énergie, l'intensité de l'utilisation de l'eau et les objectifs de qualité de l'environnement intérieur avant le début de la conception schématique.
  • Utiliser des ateliers de conception intégrée. Rassembler les architectes, les ingénieurs mécaniques, les concepteurs d'éclairage et les autorités chargées de la commande pour coordonner les interactions du système.
  • Utiliser des outils de simulation d'énergie à construction complète comme EnergyPlus, IES VE ou eQUEST pour évaluer les options de conception et documenter les performances prévues.
  • Sélectionner l'équipement en fonction du coût du cycle de vie, et non du coût initial. L'équipement à haute efficacité peut avoir une prime à l'avance, mais offre des coûts d'exploitation plus faibles et des cotes de certification plus élevées au fil du temps.
  • Plan de mesure et de vérification. Installer des sous-mètres, des capteurs et un système d'automatisation robuste pour suivre les performances et soutenir la mise en service continue.

Études de cas et repères industriels

Le Bullitt Center de Seattle, souvent appelé le bâtiment commercial le plus écologique au monde, utilise un système d'échange de chaleur géothermique, une ventilation de récupération de chaleur et un réseau solaire de 242 kilowatts sur le toit pour obtenir la certification Living Building Challenge. Son système d'eau recueille de l'eau de pluie pour tous les besoins du bâtiment et traite les eaux usées sur place. L'intensité de consommation énergétique du bâtiment est inférieure à 20 kilowatts par pied carré par an, comparativement à une moyenne commerciale typique de 90 kilowatts.

Le Edge d'Amsterdam, un point de repère pour la conception de bâtiments intelligents, utilise un système CVC très efficace combiné avec un éclairage LED entièrement alimenté par un système Ethernet Power over Ethernet. Les données de capteurs stimulent l'éclairage, la température et les réglages de ventilation au niveau du bureau individuel.

Perspectives d'avenir : Nouvelles tendances dans les systèmes primaires de certifications écologiques

Plusieurs développements ont été réalisés pour remodeler la façon dont les systèmes primaires contribuent aux objectifs de certification.

L'électrification des systèmes de construction prend de l'ampleur à mesure que les grilles se décarbonent. Les pompes à chaleur remplaçant les fours à gaz et les chaudières réduisent les émissions de la portée 1 et s'alignent sur les voies de certification zéro carbone.

Les contrôles avancés utilisant l'intelligence artificielle et l'apprentissage machine optimisent le fonctionnement du système en temps réel. Les algorithmes prédictifs ajustent les consignes et les calendriers d'éclairage CVC en fonction des modes d'occupation, des prévisions météorologiques et des structures des tarifs utilitaires.

La comptabilité du carbone devient plus granulaire. Les nouvelles certifications et normes exigent la mesure du carbone incarné en plus du carbone opérationnel. Les systèmes primaires avec une durée de vie plus longue et une teneur en carbone incarnée plus faible seront favorisés à mesure que cette tendance mûrira.

Conclusion

Les systèmes primaires ne sont pas seulement des composants à spécifier et à installer. Ils sont l'épine dorsale opérationnelle qui détermine comment un bâtiment fonctionne en termes d'environnement, d'économie et de satisfaction des occupants. L'obtention de certifications de bâtiments écologiques dépend de la conception de ces systèmes de façon holistique, de leur mise en service minutieuse et de leur surveillance continue. L'usine CVC, l'infrastructure d'éclairage, les systèmes de distribution d'eau et les sources d'énergie renouvelables doivent fonctionner dans leur ensemble.

Pour de plus amples informations sur les normes de construction écologique et la conception des systèmes, consulter les ressources du [U.S. Green Building Council[, les manuels techniques BREEAM et le International WELL Building Institute[. Des conseils techniques sur l'efficacité du chauffage au chauffage par voie de chaleur sont disponibles dans les manuels ASHRAE.