Rapport d évaluation du programme Novoclimat volet unifamilial, période

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1 Rapport d évaluation du programme Novoclimat volet unifamilial, période ANNEXE 1 Hydro-Québec Distribution Direction de l efficacité énergétique Numéro de référence : C Date : Février 2010 Version finale SOM et ses partenaires RLW Analytics et TecMarket Works 1180, rue Drummond, bureau 620, Montréal (Québec) H3G 2S1 (514) , chemin Sainte-Foy, bureau 200, Sainte-Foy (Québec) G1V 1R8 (418) AEE-18, Document 3, Annexe 1

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3 Annexe 1 Données d entrées, hypothèses utilisées pour la modélisation DOE2 et analyse par mesure

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5 Données d entrée et principales hypothèses Afin d'alimenter les modèles DOE2 en information, nous avions accès à diverses sources d information. Que ce soit pour la maison moyenne des participants Novoclimat, la maison moyenne des non-participants ou la maison selon la loi ou le code, un expert en habitation agissant à titre d inspecteur Novoclimat a été consulté. Pour la maison Novoclimat, on a également consulté la base de données du programme et le Guide pratique Novoclimat. Pour les non-participants, on avait accès à des données de sondage dans certains cas. Pour les maisons selon le code ou la loi, notre principale source d information était bien entendu le règlement sur l économie d énergie (1983). Les tableaux suivants présentent les principales données retenues aux fins de la modélisation. Notons que toutes les valeurs R représentent des valeurs effectives que DOE2 a utilisées directement et que pour la maison Novoclimat, les valeurs représentent une moyenne pondérée qui tient compte des caractéristiques des maisons certifiées versus les maisons attestées 1. 1 Pour les maisons chauffées à l électricité, la proportion de certifiées est de 60 % et la proportion d attestées de 40 %. Pour les maisons chauffées au gaz, la proportion de certifiées est de 96 % et la proportion d attestées de 4 %. Les mesures pour lesquelles les valeurs utilisées diffèrent entre les maisons certifiées et les maisons attestées sont les murs de fondation, les dalles de sous-sol et l infiltration. Février 2010 Version finale C 5 / 10

6 Analyse par mesure Cette section présente les économies estimées de la maison Novoclimat moyenne en comparaison avec la maison non participante moyenne. Les économies calculées tiennent compte du fait que pour certaines mesures, les paramètres moyens de la maison Novoclimat diffèrent selon que la maison est certifiée ou attestée (ex. : infiltration). Dans ces situations, une valeur moyenne pondérée a été utilisée. Cette valeur tient compte de la proportion de maisons certifiées vs attestées dans le cadre du programme. 1) Isolation des murs : Une valeur effective moyenne de R-24 a été utilisée dans la modélisation de la maison Novoclimat. Étant donné que l habitation chauffée à l électricité du modèle DOE2 possède une surface de mur nette d environ pieds carrés (surface brute de pieds carrés moins 195 pieds carrés occupés par les fenêtres) et que la valeur d isolation effective moyenne des murs de l habitation non participante est estimée à environ d environ R-20, les économies estimées pour cette mesure sont de 335 kwh par habitation. 2) Isolation des murs de fondation et de la dalle de béton : Ici, DOE2 considère que les murs de fondation de la maison moyenne comportent 3 pieds audessus du niveau du sol. Dans une habitation participante moyenne, les murs de fondation ont une isolation effective moyenne estimée à environ R-16 (moyenne pondérée des maisons certifiées et attestées). L isolation sous la dalle de béton du sous-sol correspond à une valeur effective moyenne d environ R-4 (moyenne pondérée des maisons certifiées et attestées). Étant donné que la valeur d isolation effective moyenne des murs de fondation d une maison non participante est estimée à environ R-12,5 et l isolation sous la dalle de béton à environ R-1, les économies pour cette mesure sont de 114 kwh par habitation. 3) Isolation du plancher au-dessus d un garage attaché : Dans une habitation participante moyenne, l isolation effective de l ensemble des planchers situés au-dessus d un garage attaché est estimée à environ R-29,5 (moyenne pondérée des maisons certifiées et attestées). La maison chauffée à l électricité du modèle DOE2 possède de tels planchers sur une surface d environ 162 pieds carrés. Étant donné que la valeur d isolation moyenne de ces planchers dans une maison non participante est légèrement inférieure, les économies pour cette mesure sont négligeables (1 kwh par habitation). 4) Isolation du toit : Une valeur effective moyenne de R-42,4 a été utilisée dans la modélisation de la maison Novoclimat. La maison chauffée à l électricité du modèle DOE2 a une surface de plafond touchée d environ 714 pieds carrés. Étant donné que la valeur d isolation effective moyenne pour une maison non participante est estimée à environ R-36,3, les économies estimées pour cette mesure sont relativement faibles (204 kwh), car la valeur de l isolation de référence est déjà très élevée, de sorte que la perte de chaleur est déjà très faible au départ. Février 2010 Version finale C 6 / 10

7 5) Étanchéisation et échangeur d air à récupération de chaleur : La maison Novoclimat participante a un taux d infiltration moyen estimé à 2,0 CAH à une pression négative de 50 pascals (CAH 50) (moyenne pondérée des maisons certifiées taux mesuré de 1,3 et des maisons attestées taux estimé d environ 3,0). Le taux d infiltration moyen de la maison non participante est estimé à 3,5 changements d air à l heure, ce qui reflète la pratique courante au début du programme (2004). Pour la maison selon le code (CNB 90/95) ou la loi (1983), nous avons retenu le taux de 5,3 changements d air à l heure, ce qui reflète le taux moyen mesuré pour la période située entre l introduction du règlement sur l économie d énergie (1983) et celui du code Afin d être cohérent avec le degré d étanchéité moyen des maisons construites pendant cette période, on a supposé aux fins de la modélisation que la ventilation mécanique selon la loi est en réalité minimale (5 PCM en moyenne), bien que les exigences du CNB 95 soient en réalité plus élevées de ce point de vue. L étanchéisation de la maison Novoclimat moyenne jumelée à la présence d un échangeur d air à récupération de chaleur procure des économies de 1325 kwh par habitation. Les paramètres utilisés pour modéliser ces deux mesures sont présentés dans le tableau suivant. Paramètres d'infiltration et de ventilation pendant la saison de chauffe Code Non-participants Novoclimat CAH 50 5,3 3,5 2,0 Facteur de conversion entre CAH 50 et CAH naturel 16,5 16,5 16,5 CAH naturel moyen 0,321 0,212 0,121 Ventilation mécanique moyenne 0,015 0,122 0,150* Proportion d'échangeurs d'air 0% 95% 100% Proportion d'échangeurs d'air à récupération de chaleur 0% 57% 100% Proportion de la chaleur récupérée 0% 36% 63% Débit moyen de ventilation mécanique (PCM) * La ventilation mécanique moyenne pour les maisons au gaz (plus grandes) est de 0,115. 6) Isolation des solives de rive La maison participante moyenne a une isolation effective moyenne estimée à environ R-24 à l intérieur des solives de rive entre les planchers. La maison chauffée à l électricité du modèle DOE2 possède environ 80 pieds carrés d une telle surface. Étant donné que la valeur d isolation des solives de rive d une maison non participante moyenne est estimée à environ R-20, les économies pour cette mesure sont estimées à 8 kwh par habitation. 7) Fenêtres à haute efficacité : Les exigences du programme en ce qui concerne les fenêtres stipulent l utilisation de fenêtres à double vitrage dotées d une pellicule à faible émissivité, remplies d argon, avec intercalaire isolant. Bien que plusieurs fabricants soient en mesure de répondre à ces exigences, les caractéristiques de rendement de telles fenêtres varient quelque peu. DOE2 a un répertoire complet de types de fenêtres auxquels il est possible de faire référence dans un modèle. Pour calculer les impacts, l analyse DOE2 a supposé que les fenêtres possédaient les caractéristiques de rendement indiquées à la Figure 1. Ces caractéristiques sont des valeurs moyennes ou typiques et les caractéristiques réelles peuvent varier quelque peu d une maison à une autre. Février 2010 Version finale C 7 / 10

8 Pour les fenêtres des non-participants, on a considéré que dans 60 % des cas, la fenêtre est en vinyle ou en bois sans argon et sans pellicule à faible émissivité (U = 0,48 et SHGC = 0,55) et que dans 40 % des cas, elle est de la même composition, mais avec gaz argon et une pellicule à faible émissivité (U = 0,3 et SHGC = 0,35). DOE2 a utilisé le modèle de fenêtres se rapprochant le plus de cette moyenne pondérée. Figure 1 * Les économies pour cette mesure sont de 336 kwh par maison. 8) Thermostats électroniques : En principe, tous les participants ont fait installer des thermostats électroniques. Or, au moment de l évaluation, la base de données du programme transmise à l évaluateur ne consignait pas le type de thermostats installés (programmable ou non programmable), sauf pour les maisons au gaz où l utilisation d un thermostat électronique programmable est obligatoire (chauffage central). En utilisant la proportion de thermostats électroniques de 79 % mesurée chez les nonparticipants, combinée à des données récentes sur la proportion de thermostats électroniques programmables vs non programmables, nous avons estimé les proportions de thermostats électroniques programmables à 49 % chez les non-participants et à 75 % chez les participants. Quant à la proportion de thermostats électroniques non programmables, on l évalue à 30 % chez les non-participants et à 25 % chez les participants. Selon l étude des thermostats réalisée en 2006 par RLW (maintenant KEMA), les thermostats électroniques non programmables contribuent à une diminution de la température de consigne d environ 0,4 degré Celsius par rapport aux thermostats bimétalliques dans la maison moyenne chauffée à l électricité. Les économies pour cette mesure ont été modélisées en utilisant des températures moyennes de consigne inférieures (selon la proportion de maisons où cela s appliquait). Par exemple, pour les économies par rapport au code, une baisse de température de 0,1 (25 % de 0,4 degré Celsius) a été appliquée. Pour les thermostats électroniques programmables, l hypothèse fondamentale était que leur utilisation se traduirait par une diminution du point de consigne de 2,2 degrés Celsius durant la période où la maison est inoccupée (c.-à-d. durant les heures de travail normales), et aussi par une diminution équivalente du point de consigne la nuit dans bon nombre de cas. Les économies pour cette mesure sont de 183 kwh par maison. La maison du modèle était orientée N-S et E-O, car la plupart des rues sont orientées ainsi. Le fait que le devant fasse face au sud était un choix aléatoire et les fenêtres ont été réparties (de façon plutôt approximative) en fonction de l expérience du modélisateur et afin d assurer un calibrage adéquat du modèle. Février 2010 Version finale C 8 / 10

9 Données de consommation des modèles Le tableau qui suit présente la ventilation de la consommation électrique par usage pour chacun des deux modèles (données normalisées pour la température). Maison moyenne électrique Maison moyenne au gaz naturel Usage kwh par an Usage kwh par an m 3 par an Climatisation 222 Climatisation 407 Chauffage du carter (AC) 18 Chauffage du carter (AC) 289 Chauffage Chauffage Éclairage Éclairage Eau chaude Eau chaude Four micro-ondes 230 Four micro-ondes 300 Four et cuisinière 375 Four et cuisinière Lave-vaisselle 220 Lave-vaisselle 290 Laveuse 888 Laveuse 704 Télévision Télévision Sécheuse 128 Sécheuse Réfrigérateurs et congélateurs Réfrigérateurs et congélateurs Divers (incluant EARC) Divers (incluant EARC) Veille du chauffe-eau 470 Veille du chauffe-eau Total Total Climatisation 222 Climatisation Chauffage du carter (AC) 18 Chauffage du carter (AC) Chauffage Chauffage Consommation de base Consommation de base Février 2010 Version finale C 9 / 10

10 Principaux paramètres des modèles Chauffage Variable d'entrée DOE2 pour la maison Novoclimat Électrique Gaz Superficie du garage (pieds carrés) Superficie du sous-sol fini (pieds carrés) Superficie du sous-sol non fini (pieds carrés) Largeur de la maison (pieds) Longueur de la maison (pieds) Superficie rez-de-chaussée (pieds carrés) Superficie deuxième étage (pieds carrés) Largeur deuxième étage (pieds) Superficie totale (chauffée) (pieds carrés) Superficie du toit, premier plancher (pieds carrés) Superficie, trappe de grenier (pieds carrés) Superficie du toit, deuxième plancher (pieds carrés) Superficie des murs extérieurs (pieds carrés) Superficie des murs partiels («knee wall») (pieds carrés) Profondeur du garage (pieds) Superficie plancher au-dessus du garage (pieds carrés) Superficie de plancher au-dessus du sous-sol non fini (pieds carrés) Superficie totale des solives de rive (pieds carrés) Hauteur moyenne deuxième étage (pieds) 9 9 Superficie du toit en pente, deuxième étage (pieds carrés) Superficie des fenêtres sauf sous-sol (pieds carrés) Superficie des fenêtres au sous-sol (pieds carrés) Superficie d'isolation totale du grenier (pieds carrés) CAH moyen estimé 2,0 1,4 Valeur R effective plancher au-dessus d'un garage 29,5 29,5 Valeur R effective plancher au-dessus de sous-sol non fini 29,5 29,5 Valeur R effective des murs extérieurs 24,0 24,0 Valeur R effective du toit 42,4 42,4 Pourcentage des maisons avec sécheuse électrique 100 % 68 % Pourcentage des maisons avec chauffe-eau électrique 100 % 20 % Pourcentage des maisons avec cuisinière électrique 100 % 45 % Nombre de réfrigérateurs et congélateurs par maison 2,0 2,5 Watts totaux éclairage Nombre d'occupants 2,6 4,0 Proportion des maisons avec thermostats programmables 75 % 100 % Abaissement des thermostats électroniques (Celsius) 1,7 2,2 Proportion des maisons avec thermostats non programmables 25 % 0 % Effet de température thermostats électroniques non programmables (Celsius) 0,1 NA Efficacité moyenne de l'air climatisé ou de la thermopompe (SEER) 13,6 13,6 Efficacité moyenne du système au gaz (AFUE) NA 82 % 2 La superficie inférieure pour les murs extérieurs des maisons chauffées au gaz naturel (malgré leur superficie supérieure aux maisons chauffées à l électricité) est essentiellement due au fait que la configuration moyenne utilisée par le modélisateur était différente pour la maison au gaz (ex. : nombre d étages, plafonds de type cathédrale, murs partiels, etc.). Février 2010 Version finale C 10 / 10

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