Comprendre la demande énergétique maximale dans les bâtiments à unités multiples

Dans les bâtiments à capacité maximale, la consommation d'électricité atteint son point le plus élevé au cours d'une période donnée, généralement l'après-midi chaud de l'été, lorsque la climatisation augmente, ou pendant les matins froids de l'hiver, lorsque les systèmes de chauffage fonctionnent à pleine capacité. Dans les bâtiments à capacité maximale, l'utilisation simultanée d'appareils, d'éclairage, d'ascenseurs, de pompes et de systèmes de CVC peut créer une demande énorme tant sur l'infrastructure électrique interne du bâtiment que sur le réseau externe.

Par exemple, dans de nombreux immeubles à logements multiples, le pic du matin survient entre 6 h et 9 h lorsque les résidents se réveillent, utilisent des douches qui tirent de l'eau chaude des chauffe-eau électriques, utilisent des appareils de cuisine et allument des lumières. Le pic de l'après-midi tombe généralement entre 15 h et 19 h, entraîné par les résidents de retour, les systèmes de cuisine, de divertissement et de refroidissement.

Les charges excessives peuvent causer des surcharges de transformateurs, des baisses de tension et une panne prématurée de l'équipement. Elles augmentent également l'empreinte carbone du bâtiment, car les centrales électriques à crête sont souvent alimentées par des combustibles fossiles et moins efficaces que la production de charge de base.

Pourquoi la gestion de la demande de pointe compte-t-elle

Pour le propriétaire du bâtiment, chaque kilowatt réduit pendant les périodes de pointe peut réduire la charge de la facture de service public, qui représente souvent 30 à 50 % du coût total de l'électricité dans les milieux résidentiels commerciaux et multi-unités. La réduction de la demande permet également de construire des infrastructures dans les limites de sa capacité de conception, réduisant ainsi le besoin de modernisations électriques coûteuses lors de l'ajout de nouvelles charges, comme les chargeurs de véhicules électriques ou les pompes à chaleur.

Dans une perspective de durabilité, la gestion de la demande maximale est une pierre angulaire de la décarbonisation des bâtiments.De nombreuses administrations appliquent des normes obligatoires d'étalonnage et de rendement qui exigent des bâtiments à plusieurs unités pour réduire l'intensité de la consommation d'énergie et les charges maximales.

Lien externe:[ Le département de l'Énergie des États-Unis fournit des ressources considérables sur la réponse à la demande pour les bâtiments commerciaux et multifamiliaux à energy.gov/energysaver/demand-response.

Stratégies clés pour réduire la charge maximale

Aucune stratégie ne suffit pour gérer la demande maximale dans les immeubles résidentiels à logements multiples. L'approche la plus efficace combine l'automatisation du bâtiment, les programmes de comportement des résidents, les améliorations de l'enveloppe et la gestion active des grandes charges électriques.

1. Programme de tarification et d'encouragement en temps d'utilisation

Lorsque les résidents voient un signal financier clair, beaucoup de gens vont volontairement transférer des activités à forte intensité énergétique, comme la conduite de lave-vaisselle ou de blanchisserie, aux soirées ou aux fins de fin de semaine. Les gestionnaires de bâtiments peuvent amplifier cet effet en installant des chauffe-eau programmables et des séchoirs à linge qui fonctionnent sur des horaires retardés. Certains services publics offrent également des rabais pour les heures de pointe qui paient directement aux résidents pour réduire leur utilisation pendant les heures critiques.

En plus de la tarification individuelle, les gestionnaires de bâtiments peuvent négocier un tarif de l'unité de construction avec l'utilité. Cela rend les incitations financières visibles au niveau de la propriété, en encourageant des actions centralisées comme le pré-refroidissement du bâtiment pendant les heures du matin ou l'ajustement des horaires d'éclairage communs.

2. Technologies de construction intelligente et automatisation

Dans les bâtiments à plusieurs unités, un BEMS central peut coordonner les zones de CVC, ajuster les points de consigne en fonction de l'occupation en temps réel, et pré-refroidir ou préchauffer les zones communes avant les périodes de pointe. Les thermostats intelligents dans les unités individuelles peuvent être programmés pour augmenter automatiquement la température de 2 à 3 degrés pendant les heures de pointe estivales, qui passent souvent inaperçues par les résidents mais réduisent la charge de refroidissement de 5 à 10 %.

Les contrôles d'éclairage avancés avec la récolte de lumière du jour et la détection d'occupation sont également très efficaces.Les zones communes comme les lobbies, les couloirs et les garages consomment souvent une énergie importante 24h/24. En hésitant ou en éteignant les feux lorsque les espaces sont inoccupés, les gestionnaires de bâtiment peuvent réduire la charge de base et contribuer à la réduction de crête.

Lien externe: Le programme multifamilial Energy Star offre des lignes directrices et des études de cas sur les technologies de construction intelligentes à Energystar.gov/buildings/benchmark.

3. Améliorations de l'enveloppe des bâtiments

Dans les bâtiments à plusieurs unités, les mesures d'enveloppe les plus rentables comprennent l'isolation des greniers et des toits, l'étanchéité de l'air autour des fenêtres et des portes et la mise à niveau des fenêtres à double ou triple vitrage à faible émissivité. Pour les bâtiments existants, un audit énergétique complet peut révéler des ponts thermiques et des points de fuite d'air qui font que le système CVC fonctionne plus longtemps et plus dur dans les conditions de pointe.

Les stratégies de conception passive, comme l'installation de dispositifs d'ombrage extérieurs ou de matériaux de toiture réfléchissants (toits refroidis), peuvent garder les espaces intérieurs plus frais sans intervention mécanique. Pendant les heures de pointe de l'été, un toit frais peut réduire la demande de refroidissement de 10 à 15 %. De même, les stratégies de ventilation naturelle qui apportent de l'air frais de nuit peuvent pré- refroidir la masse du bâtiment, réduisant la charge maximale du matin tout en maintenant le confort.

4. Engagement des résidents et changements comportementaux

Les résidents sont le facteur le plus variable de la demande maximale, mais ils peuvent devenir des alliés puissants lorsqu'ils disposent des outils et des informations appropriés. Des actions comportementales simples, comme la mise en place de thermostats à 78°F en été, l'utilisation de gros appareils après 20h00 et le débranchement de l'électronique de veille, peuvent raser collectivement de 5 à 10 % la demande maximale du bâtiment.

Par exemple, un bâtiment pourrait lancer un défi d'économies de -Peak où les résidents qui réduisent leur utilisation lors d'un événement spécifique gagnent des points échangeables pour les cartes-cadeaux ou les crédits de location. Applications mobiles qui affichent l'utilisation de l'énergie en temps réel et les coûts peuvent permettre aux résidents de prendre des décisions éclairées. Il est également essentiel de rendre l'efficacité énergétique pratique; fournir des racks de vélo, des stations de recharge d'EV avec des prix hors-pique, et les zones centrales de recyclage renforcent une culture de conservation.

5. Stockage de l ' énergie sur place et réponse à la demande

Les systèmes de stockage d'énergie des batteries (BESS) deviennent rapidement rentables pour les bâtiments résidentiels à logements multiples. Une batterie peut se recharger pendant les heures creuses (lorsque l'électricité est bon marché) et se décharger pendant les périodes de pointe pour raser les pics de demande. Même un système relativement petit (50 à 200 kWh) peut réduire la demande maximale du bâtiment de 20 à 30 % selon le profil de charge.

Les programmes de réponse à la demande (DR), où le bâtiment réduit volontairement la charge à la demande de l'utilitaire, sont un autre outil puissant. Les bâtiments avec batteries, thermostats intelligents, ou chauffe-eau contrôlable peuvent participer à des événements de DR et gagner des paiements ou des crédits de facture. De nombreux services offrent maintenant des programmes de DR automatisés qui prennent des mesures sans nécessiter d'entrée manuelle des gestionnaires.

Lien externe: L'Administration nationale de recherche et de développement énergétiques de New York (NYSERDA) fournit des conseils sur le stockage des batteries pour les immeubles multifamiliaux à nyserda.ny.gov/All-Programs/Energy-Storage.

6. Optimisation du système CVC

Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVAC) sont généralement les principaux facteurs contribuant à la demande maximale dans les immeubles à logements multiples. L'optimisation de ces systèmes peut générer des économies substantielles. Les stratégies communes comprennent des ajustements de la température de réglage afin que le bâtiment soit pré-refroidi ou préchauffé avant les heures de pointe, puis autorisé à se mettre en côte pendant le pic.

La mise en service ou la rétro-commission d'équipements CVC existants peut identifier et corriger les opérations qui gaspillent l'énergie. Pour les bâtiments plus grands, envisager de passer à une centrale avec refroidisseurs et pompes à chaleur à haute efficacité, ou mettre en place un système d'échange géothermique qui déplace les charges de chauffage et de refroidissement loin de la demande électrique maximale.

Mise en oeuvre d'un plan global de gestion de la demande de pointe

Pour créer un plan efficace, il faut adopter une approche systématique. Commencez par recueillir au moins 12 mois de données sur l'énergie par intervalles (15 minutes de préférence) pour l'ensemble du bâtiment et les principaux sous-systèmes. Analysez les données afin d'identifier les cinq principaux événements de pointe de la demande chaque mois, en notant le temps, la durée, la température extérieure et l'équipement utilisé. Utilisez cette analyse pour établir les priorités des stratégies.

Attribuer des rôles et des responsabilités : une personne de l'équipe de gestion des biens immobiliers devrait être le champion de la demande, qui surveille le rendement, coordonne avec l'utilité et communique avec les résidents. Établir une cible de la demande de base (p. ex. réduire la demande de 15 % en deux ans) et suivre les progrès avec les rapports mensuels.

Convoquez toute la communauté du bâtiment. Tenez des mairies ou des réunions virtuelles pour expliquer les avantages de la gestion de la demande de pointe. Fournissez des cartes d'action simples pour les résidents. Installez des tableaux de bord de hall qui montrent la charge de construction en temps réel et le taux d'électricité actuel.

Un plan global prévoit également de préparer les tendances futures. À mesure que l'adoption des véhicules électriques augmente et que les bâtiments électrifient (pompes à chaleur, plaques de cuisson à induction), la demande de référence et de pointe changera. Plan de recharge d'EV gérée qui prévoit la charge pendant les heures hors pointe.

Conclusion

La gestion de la demande énergétique maximale dans les immeubles résidentiels à logements multiples n'est plus facultative; elle incombe au premier chef aux propriétaires et aux gestionnaires de biens immobiliers qui cherchent à contrôler les coûts, à se conformer aux règlements et à offrir un environnement confortable et résilient aux résidents. En combinant les signaux de tarification, la technologie intelligente, les améliorations de l'enveloppe, l'engagement des résidents, le stockage de l'énergie et l'optimisation du CVC, les équipes de construction peuvent réduire considérablement les charges maximales.