Transcript Jean-Philippe Morin, Dessau
Simulation énergétique :
Le centre du processus de conception intégrée
28 e congrès de l’AQME 7 mai 2014 Jean-Philippe Morin, ing., P. Eng., CMVP-IT
Plan de la présentation
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Simulation énergétique des bâtiments
+ Étude de cas + Simulation et PCI + Facteurs de succès + Discussion 2
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Simulation énergétique des bâtiments
Simulation
+ Élaboration d’un modèle représentatif d’un système (ou ensemble) visant à prédire son comportement et à tirer des conclusions en vue de son optimisation. + Pour un nouveau bâtiment, la simulation permet : • • • d’estimer le coût énergétique prévu; la validation de la conformité aux règlements, aux codes et aux normes; la prise de décisions. + Pour un bâtiment existant, la simulation permet : • • • de valider l’impact des modifications; l’étude du profil des charges/consommation énergétique; la prise de décisions. 3
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Simulation énergétique des bâtiments
Logiciels utilisés
+ Doe 2.1e + Equest (Doe 2.2) + EE4 (Doe 2.1e) + Simeb (Hydro-Québec) + EnergyPlus + Chiffriers maison Plusieurs outils sont disponibles selon les compétences du modélisateur et le niveau de complexité de la simulation. 4
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Simulation énergétique des bâtiments
Facteurs d’influence
Architecture Murs, toit, fenestration, fondation, etc.
Données météorologiques
Usage Vocation, points de consigne, équipements, éclairage, p rofil d’utilisation, etc. Équipements de CVCA Appareils de ventilation et apport d’air neuf, humidification, pompes, production de chaleur/froid, etc. Procédés Réfrigération, chauffage, cuisson, etc.
Niveau de détail selon l’étape du projet
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Simulation énergétique des bâtiments
Résultats
+ Consommation énergétique. + + Profil de charge de chauffage ou de refroidissement. Profil d’utilisation d’électricité. + Niveau de charge des équipements de production de chaleur. + Distribution de la consommation énergétique par catégories. + Potentiel photovoltaïque. + Etc.
Niveau de détail selon l’étape du projet
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Simulation énergétique des bâtiments
Exemples de résultats
Profil de chauffage d’un hôpital Distribution de la consommation pour un aréna typique 7 ASHRAE Journal - Juin 2009
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Simulation énergétique des bâtiments
Processus itératif
Modèle • Simulation Résultats • Analyse Décision • Choix de concept
Optimisation du concept
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Simulation énergétique des bâtiments
Est-ce que la simulation est précise? Oui, si les hypothèses de base sont justes.
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+ Simulation énergétique des bâtiments +
Étude de cas
+ Simulation et PCI + Facteurs de succès + Discussion 10
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Étude de cas
Congrégation des Sœurs du St-Rosaire (Rimouski)
+ Agrandissement de 7 800 m 2 . + Centre d’hébergement, 63 nouveaux résidents. + Conception en vue d’une certification LEED. + Mesures intégrées au concept : • Éclairage performant; • Chauffage d’air neuf par récupération de chaleur; • Chauffage par géothermie; • Plancher radiant (chambres); • Performance supérieure de l’enveloppe (isolation et fenêtres). 11
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Étude de cas
Aspect du bâtiment Zonage thermique de simulation 12
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Étude de cas
Résultats de simulation CONSOMMATION ÉNERGÉTIQUE DE RÉFÉRENCE
2% 1% 2% 8% 2% 10% 3% 27%
CONSOMMATION ÉNERGÉTIQUE PROPOSÉE
2% 26% 9% ÉCLAIRAGE ÉQUIPEMENTS CHAUFFAGE REFROIDISSEMENT POMPES ET AUTRE VENTILATEURS EAU CHAUDE DOMESTIQUE 72% Référence 4% 8% ÉCLAIRAGE ÉQUIPEMENTS CHAUFFAGE REFROIDISSEMENT POMPES ET AUTRE VENTILATEURS EAU CHAUDE DOMESTIQUE 24% Proposé 13
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Étude de cas
Résultats de simulation CONSOMMATION ÉNERGÉTIQUE ANNUELLE
Bâtiment proposé 1 232 053 kWh Bâtiment de référence 2 254 858 kWh 0 50 0000 1 000 000
kWh
1 500 000 Prévision : 45 % de réduction 1 020 000 kWh/an (135 000 $/an) 2 000 000 2 500 000 14
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Étude de cas
Comparaison aux données réelles CONSOMMATION ÉNERGÉTIQUE MENSUELLE
350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 RÉFÉRENCE SIMULATION CONSOMMATION RÉELLE Moins de 5 % d’écart par rapport à la simulation 0 JAN FEV MAR AVR MAI JUN
MOIS
JUL AOU SEP OCT NOV DÉC Résultat : 42 % de réduction / 950 000 kWh/an (128 000 $/an) 15
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Étude de cas
Bilan du projet
+ Coût total du projet : 21 M$ + Surcoût pour l’efficacité énergétique : 500 000 $ + Incitatifs financiers : 130 000 $ (Hydro-Québec) + Économies annuelles : 128 000 $ + Période de retour sur l’investissement : 3,9 ans 16
+ Simulation énergétique des bâtiments + Étude de cas +
Simulation et PCI
+ Facteurs de succès + Discussion 17
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Simulation et PCI
Processus de conception intégrée
+ Objectifs • Meilleure évaluation des besoins. • Considération du cycle de vie du bâtiment. • Approche axée sur le développement durable. • Catalyseur d’innovation.
Rôle des consultants :
Amener le client à faire le meilleur choix dans le contexte. 18
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Simulation et PCI
Place de la simulation énergétique dans le PCI
Avant-projet Faisabilité Conception Réalisation Post-projet ± 3 simulations + Avant la conception + Pendant la conception + Après la construction
Suivi et rétroaction
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Simulation et PCI
Importance du suivi post-construction Après Recommissioning
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Simulation et PCI
Simulation énergétique et développement durable
Aides à la prise de décision Social Assurer une performance supérieure Environnement Économie Évaluer la rentabilité des concepts 21
+ Simulation énergétique des bâtiments + Étude de cas + Simulation et PCI +
Facteurs de succès
+ Discussion 22
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Facteurs de succès
Pour tirer profit de la simulation énergétique
+ Équipe de conception : • • • • • Réaliser la première simulation tôt dans le processus de conception. Assurer une coordination accrue ingénieur/architecte. Informer le Propriétaire. S’assurer que les choix sont basés sur les résultats de la simulation. Demander une copie des factures d’énergie. + Propriétaire : • • • • • Insister pour qu’une simulation soit réalisée avant la conception. Établir rapidement les exigences de rentabilité. Éviter les modifications majeures au concept. Choisir un simulateur qualifié. Effectuer un suivi énergétique (rétroaction au consultant). 23
+ Simulation énergétique des bâtiments + Étude de cas + Simulation et PCI + Facteurs de succès +
Discussion
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Merci de votre attention
dessau.com Jean-Philippe Morin, ing., P. Eng., CMVP-IT [email protected] 514-281-1033 poste 1937 25