L’édifice Wilder – la danse en avant-scène, la mécanique sous la scène
Présenté par M. Dominic Latour, ing., PA LEED, associé, Bouthillette Parizeau
Dominic Latour en compagnie d'André Labonté
Le défi de ce projet consistait à rénover l’édifice patrimonial de 1918 afin d’accueillir entre autre la SQI, une école de danse et les Grands Ballet Canadiens de Montréal. La conception a débuté dès 2010 et l’on a opté pour l’outil de conception 3D Revit de Autodesk afin de développer la solution finale. M. Latour explique que dès le départ, les concepteurs doivent faire face à d’importantes contraintes telles que des murs de briques non-isolés, ainsi qu’une fenestration importante. En ce qui a trait à l’enveloppe extérieure de l’édifice, le défi était de composer avec une maçonnerie vielle de près de 100 ans! En effet, M. Latour explique qu’il est difficile d’isoler ce type de mur de briques coulé à main. L’équipe de conception a donc choisi d’investir d’avantage dans la mécanique du bâtiment pour compenser le manque d’isolation.
Du côté de la mécanique du bâtiment, il s’agissait de réunir 3 édifices, qui présentent des divisions bien distinctes, en un seul ensemble fonctionnel. L’approche au niveau conceptuel est classique, mais vise tout de même un niveau de performance LEED argent. Grâce aux simulations énergétiques, l’équipe abandonne rapidement 2 mesures de récupération majeures : la géothermie puisque le site n’offre pas l’espace nécessaire pour faire l’installation de puits; et la récupération de chaleur à l’aide du refroidisseur, puisque cette mesure n’offre qu’une PRI de 30 ans. Par ailleurs, M. Latour précise qu’une des restrictions architecturales ne permet pas d’avoir d’équipement au toit afin de préserver l’effet visuel du bâtiment. L’équipe a donc dû se résoudre à ne pas utiliser un ou deux gros systèmes, mais plutôt une multitude de petits systèmes devant être installés et fonctionner de concert pour maintenir le niveau de confort des usagers. Ainsi, le bâtiment final comporte 5 systèmes d’air neuf avec roue thermique, pour un total de 40 000 CFM, qui alimentent les 17 systèmes de ventilation à débit variable selon la demande de chaque secteur.
De plus, l’espace au plafond devant être libre pour maintenir l’effet de hauteur, l’équipe de conception a fait appel à une stratégie double : des planchers surélevés ont été utilisés pour permettre la ventilation par déplacement pour les airs de bureaux au centre de l’édifice et une stratégie de ventilation classique avec serpentins de chauffage terminal a été mis à profit pour les aires se situant au périmètre. Afin de permettre la recirculation de l’air, il a fallu passer les conduits de ventilation sous le plancher et assurer le retour d’air par des grilles situées au niveau du plancher. Pour la conception des salles de spectacle, il fallait atteindre un niveau acoustique de NC-25/30 ce qui nécessite une diffusion à faible débit ayant pour conséquence un surdimensionnement des conduits.
Trois réseaux de chauffage distincts ont été prévus afin de maximiser l’efficacité du système. En contrepartie, cette approche de conception du système à « grand delta T » requiert beaucoup plus de pompes et d’autres accessoires mécaniques. De plus, 2 refroidisseurs de 440 tonnes chacun avec 10 % de redondance ont été utilisés pour tempérer les espaces. M. Latour explique que la stratégie est d’utiliser le refroidissement naturel à partir de la tour d’eau, car il n’y a pas de récupération de chaleur sur les refroidisseurs. Évidemment, certaines précautions ont été prises dans le système pour pallier les bris de la tour d’eau en hiver! Et pour réduire l’impact visuel, les tours d’eau ont été encastrées dans la salle mécanique au dernier étage.
À ce jour, les mesures d’économie d’énergie ont rapporté 12 points LEED 2009 EA et permis d’amasser plus de 200 000 $ de subventions auprès de Gaz Metro et d’Hydro Québec. Selon M. Latour, ce n’est pas terminé, car le projet est plus performant qu’anticipé! Seul le temps nous dira le rendement éco-énergétique réel qu’il sera possible d’atteindre.
Pascal Verdon, comité Édition
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Le siège social de la Caisse Desjardins de Lévis
Présenté par M. Denis Fortin, ing., directeur principal, mécanique, bâtiment, CIMA+
Denis Fortin en compagnie d'André Labonté
La construction du nouveau siège sociale de la Caisse Desjardins à Lévis se voulait d’abord et avant tout un bâtiment conçu pour le bien-être des occupants et selon les principes du développement durable. M. Fortin précise que la ligne directrice du projet est de combler tous les besoins des usagers tout en contrôlant les coûts. En plus d’être le siège social des activités, ce bâtiment est la caisse-mère du mouvement Desjardins et accueille près de 350 personnes par jour. On y retrouve des espaces ouverts et modulaires qui permettent de s’adapter aux changements fréquents. C’est aussi un environnement sans papier où l’on travaille n’importe où et n’importe quand : un environnement où l’on se sent bien! M. Fortin rappelle que des employés en santé sont plus productifs et moins coûteux pour leur employeur.
D’ailleurs, une des données considérées dans la justification du cadre budgétaire de ce projet était le coût des employés par pied carré versus les coûts locatifs.
Au niveau architectural, on retrouve une fenestration importante, ainsi qu’un grand atrium ouvert sur quatre étages. L’édifice est chauffé et climatisé grâce à un système de géothermie composé de 21 puits. De plus, tout le site est électrifié : il n’y a pas de gaz naturel! Pour le chauffage, on peut compter sur réseau à basse température, une dalle radiante, ainsi que l’intégration de cabinets de chauffage. En ce qui concerne le refroidissement, des poutres climatiques viennent à l’appui. Ceci permet de réduire le niveau sonore et le volume occupé par les conduits en comparaison avec un système de ventilation classique, mais cela exige en contrepartie un contrôle étroit de l’humidité dans le bâtiment, car pour éviter tout risque de condensation dans les conduits, il faut tenir compte du point de rosé dans les séquences de contrôle. Pour ce projet, l’utilisation des poutres climatiques a été préconisée dans les espaces à aires ouvertes. Pour les salles de conférence, on y retrouve plutôt des unités de type ventilo-convecteur. Le système de ventilation principal est un système en « H » conventionnel combiné à une roue thermique et l’air évacué est utilisée pour chauffer le garage sous le bâtiment. L’éclairage est assuré par des luminaires à DEL. On y retrouve aussi toute une panoplie d’équipements électriques pour réduire la consommation énergétique, tels que des moteurs à haute efficacité et des variateurs de fréquences. Évidemment, comme tous les équipements consomment de l’électricité, on a choisi de faire la gestion des pointes de consommation électrique. La stratégie mise en place consiste en une séquence de délestage prédéterminée.
Plusieurs crédits sont atteints grâce au niveau de consommation énergétique du bâtiment : la réduction de la pollution lumineuse, la réduction de la consommation de l’eau potable, l’optimisation de la performance énergétique, le contrôle de l’apport d’air neuf, le plan de gestion de la qualité de l’air intérieur pendant la construction et avant l’occupation, le contrôle des sources intérieures d’émissions chimiques, etc. Voici maintenant les performances résultats du bâtiment en opération :
- Économies d’énergie de 45% de la consommation totale prévue
- Économies d’éclairage de 42%
- Économies en chauffage de 56%,
- Économies en climatisation de 35%
- Économies en ventilation de 45%
- Augmentation de 25% pour la consommation des pompes.
On remarque tout de suite que la consommation des pompes est supérieure à ce qui était prévue. Cette consommation s’explique par une quantité supérieure de pompes requises dans le cadre spécifique de ce projet et nécessaires pour atteindre le niveau confort exigé des usagers. Par ailleurs, il est à noter que ce bâtiment, qui nous l’avons vu, offre des performances exceptionnelles, a remporté la médaille du gouverneur général en architecture.
Pascal Verdon, comité Édition
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Récupération de rejet d’eaux usées
Présenté par M. Rick Lawlor, P. Eng., LEED AP, International Wastewater Systems (IWS)
Francis Lacharité en compagnie de Rick Lawlor
Monsieur Rick Lawlor est venu nous présenter des applications permettant de récupérer ou de dégager l’énergie d’un bâtiment grâce à une source d’eau usée. Le projet mis en évidence dans cette présentation a été réalisé dans un bâtiment multi-logements de type Condominium de 100 à 150 personnes.
Les responsables du projet immobilier « Seven 35 Condo », situé à Vancouver, souhaitaient obtenir une accréditation LEED OR et ont finalement obtenu une certification LEED Platine grâce, entre autres, à l’implantation de ce type de technologie de thermopompage. M. Lawlor explique que le thermopompage dans les rejets d’égouts produits par le bâtiment a permis de diminuer de 75 % la consommation d’énergie liée à la production d’eau chaude domestique et de réduire de 10 fois les gaz à effet de serre par rapport à une installation conventionnelle au gaz.
Bien que le retour sur l’investissement simple n’ait pas été significatif, tous les autres avantages combinés, tels que le gain d’espace dans le bâtiment et l’amélioration de l’image du projet ont assurément permis de justifier l’intégration de cette technologie. Par ailleurs, M. Lawlor présice que pour certains projets de géothermie, l’ajout du thermopompage vers les rejets d’égout peut permettre une diminution importante du nombre de champs de forage nécessaires et ainsi permettre d’économiser des sommes substantielles en frais excavation.
Cette technologie diminue, par la même occasion, les risques de réchauffement ou refroidissement du sol dus à un débalancement de la charge infligée au sol. Elle peut également être utilisée dans des applications de chauffage urbain (centrale thermique de quartier) ou dans des localités à haute densité de population qui ne permettent pas la géothermie.
Francis Lacharité, comité CTTC
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Thermopompage dans les gaz de combustion
Présenté par M. Jean-Philippe Hardy, ing., M.Sc.A., CMVP, CEM, directeur de l’ingénierie, Énergère
Francis Lacharité en compagnie de Jean-Philippe Hardy
Monsieur Jean-Philippe Hardy, directeur de l’ingénierie chez Énergère est venu nous parler d’une application qui permet d’augmenter l’efficacité d’une chaufferie à des niveaux élevés, pouvant même dépasser les 100 %, comme dans le cas du projet présenté! D’abord, M. Hardy mentionne que plus une chaudière est inefficace, plus il sera facile de mettre en place la récupération d’énergie dans la cheminée.
Cependant, malgré l’installation de chaudières à haute efficacité et à condensation, les gaz de combustion qui s’en échappent restent assez chauds pour permettre d’en extraire encore de l’énergie sensible et latente. L’utilisation de thermopompage ou de média très froid sont requis pour extraire et condenser au maximum les vapeurs d’eau présentes dans ces gaz. Selon M. Hardy, certains défis sont inhérents à ce type d’application.
Premièrement, il faut vérifier que la tire est suffisante dans la cheminée pour compenser les pertes de pression des récupérateurs et aussi pour s’assurer que les gaz, plus froids à cause de la récupération, provoqueront une succion suffisante.
Deuxièmement, les températures des gaz affectent aussi la sélection du ventilateur, ou la modification du ventilateur de tire existant, en raison de la variation de la densité de ces gaz. L’excès d’air est aussi un obstacle à la récupération, qu’il soit provoqué par des infiltrations venant de la cheminée, des volets gravitaires ou des brûleurs des chaudières. M. Hardy explique que l’excès d’air provoque une diminution du point de rosé des gaz de combustion issus du gaz naturel ce qui diminue la quantité d’énergie latente qui peut en être extraite. L’excès d’air influence aussi directement le choix des récupérateurs lorsqu’une stratégie de récupération par stage est utilisée.
M. Hardy, poursuit en affirmant que le condensat produit par la récupération est souvent oublié en conception, mais qu’il est important de s’assurer d’évacuer entièrement le condensat produit dans les récupérateurs et dans la cheminée, ainsi que d’en neutraliser le pH avant de pouvoir l’envoyer au drain. Finalement, M. Hardy explique que les réseaux de climatisation, de géothermie ou une thermopompe dédiée peuvent servir de média pour extraire la chaleur de la cheminée et ainsi diminuer le gaspillage d’énergie.
Francis Lacharité, comité CTTC
Présentation en format PDF disponible aux membres.
Les autres résumés seront présentés dans le Montréaler du mois de mai.