innovation dans l habitation Économies d énergie et préservation des ressources naturelles dans une tour d habitation

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1 innovation dans l habitation Économies d énergie et préservation des ressources naturelles dans une tour d habitation Figure 1 Vue du bâtiment Radiance de Minto Gardens Description Au-delà des impératifs d aménagement habituels, le promoteur de ce bâtiment en copropriété situé à North York avait pour objectif de mettre en œuvre les principes de développement durable quant à la planification, à la conception et à la construction. Le but ultime consistait à répondre aux exigences de la certification LEED Silver. On a tenu compte de la philosophie LEED et de ses cinq catégories de performance en matière de durabilité pour tous les aspects de l ouvrage. Emplacement durable Le fait de tirer avantage des infrastructures existantes tout en protégeant les espaces verts et les habitats a constitué le principe directeur dès le départ. Pour encourager les résidents à vivre sans automobile, le bâtiment en copropriété est situé à 20 m (65 pi) de deux stations de métro et comporte une aire de rangement couverte pouvant accueillir 183 bicyclettes. Afin de réduire le gradient thermique entre les parties aménagées et non aménagées, toutes les places de stationnement sont souterraines. Description Nom Radiance@Minto Gardens Promoteur Minto Urban Communities Année d achèvement 2004 Type Nouvelle construction Emplacement Urbain Superficie du terrain m 2 (7,3 acres) Aire de bâtiment totale m 2 ( pi 2 ) Nombre d étages 34 Usage du bâtiment Logements en copropriété, aires d agrément et locaux de vente au détail Occupation prévue 377 logements (environ 500 personnes) Certifications LEED (MC) Canada - NC Silver Programme d'encouragement pour les bâtiments commerciaux (PEBC) de RNCan

2 individuelle permet de déceler les avaries dans les appareils et de veiller à ce que les appareils à faible débit économisent l eau comme prévu. Performance Figure 2 Foyer de l immeuble Économies d eau Le réseau de plomberie a été conçu avec un seul point d entrée d eau chaude et d eau froide pour chaque logement. Cet arrangement diffère de celui que l on trouve dans les tours d habitation typiques, lequel consiste en un réseau de montées verticales desservant un groupe d appareils de plomberie. Habituellement, cela se solde par la présence de deux ou de trois points d entrée d eau chaude et d eau froide par logement. Le réseau de distribution d eau potable a été modifié de manière à permettre le mesurage individuel dans chaque logement, tant pour l eau chaude que pour l eau froide. Chaque propriétaire reçoit donc une facture mensuelle, ce qui encourage les résidents à économiser l eau et à promouvoir l efficacité énergétique. Les compteurs d eau sont interreliés en sous-réseau avec les compteurs de service. Puisque la consommation d eau chaude et d eau froide est mesurée indépendamment, le coût de production de l eau chaude est réparti parmi les résidents en fonction de la consommation mesurée dans chaque logement. À titre de bénéfice additionnel, la connaissance de la consommation d eau Le mesurage indique une diminution de 55 % de la consommation d eau, laquelle est passée de 400 L (88 gal) à 180 L (40 gal) par logement par jour, comparativement à des bâtiments sans réseau de compteurs autonomes. On estime qu en règle générale, les résidents de bâtiments dépourvus de compteurs individuels prennent de plus longues douches et laissent couler les robinets plus longtemps lorsqu ils rincent les aliments ou la vaisselle, se brossent les dents, etc. Des économies d eau semblables ont été documentées partout au pays. On a noté en 2002 que seulement 43 % des logements dans les villes canadiennes étaient dotés de compteurs, tandis que pour le secteur commercial, ce chiffre s établit à 58 %. La plupart des municipalités qui ne s étaient pas dotées de compteurs avaient une population de moins personnes. Même certaines grandes villes comme Toronto, Calgary et Vancouver, ont des districts qui sont dépourvus de compteurs d eau 1. Une étude réalisée en 1972 à Etobicoke, une banlieue de Toronto, révèle que la 1 Harry Kitchen, Municipal Revenue and Expenditure Issues in Canada, The Canadian Tax Foundation, Tax Paper #107, Toronto, 2002, page Harry Kitchen, A Statistical Estimation of a Demand Function for Residential Water, Social Science Series no. 11 (Ottawa : Environnement Canada, Direction générale des eaux intérieures, 1975). 3 Roger McNeill and Donald Tate, Guidelines for Municipal Water Pricing, (Ottawa : Environnement Canada, Direction générale des eaux intérieures, Direction de la planification et de la gestion des eaux, juin 1990), K. Sharratt, Do Water Meters Improve Water Efficiency? (Décembre 2000) Ontario Pipeline. 2 Société canadienne d hypothèques et de logement

3 consommation d eau est plus élevée de 45 % dans les régions dépourvues de compteurs d eau par rapport à des régions dont l évaluation foncière est semblable et qui en sont dotées 2. À Calgary, une étude menée en 1984 montre que la consommation est plus élevée de 46 % dans une résidence dépourvue d un compteur d eau 3. Plus récemment, une analyse de l utilisation de l eau menée par Environnement Canada en 1996 indique que la présence de compteurs engendre une baisse de la demande en eau d environ 30 % dans les municipalités de petite et de moyenne taille, et de 20 % dans le cas de grands centres 4. Énergie et milieu ambiant La tour est dotée de mesures que l on ne trouve pas habituellement dans les collectifs en copropriété courants. En règle générale, ces mesures qui sont assorties d une période de récupération d un à deux ans, améliorent la gestion globale des installations. Elles comprennent des moteurs à vitesses variables pour le système de ventilation des corridors, les tours de refroidissement, les pompes de surpression, et la pose de commandes perfectionnées, dont celles pour l irrigation et la fonte de la neige de la rampe. Les améliorations aux équipements comprennent également celles apportées à l installation de chauffage et de climatisation centrale, notamment les refroidisseurs, les chaudières, les pompes de distribution et le système de commandes. L amélioration apportée au refroidisseur consiste en l ajout de la technologie à vitesse variable sur le refroidisseur maître qui permet de tirer parti d une valeur intégrée à charge partielle (VICP) de 0, 45, des niveaux Figure 3 Entrée d une unité élevés d efficacité 70 % du temps, quand le refroidisseur est en mesure de satisfaire la charge de refroidissement du bâtiment. Puisque le deuxième refroidisseur ne fonctionne que durant 30 % de la période de refroidissement, un refroidisseur de type hélicoïdal s est avéré le plus efficient. La norme d efficience C743 de la CSA a été mise en œuvre, ce qui a permis d augmenter l efficacité à des niveaux qui se comparent avec les exigences de la norme 90.1 d ASHRAE. Cette dernière, jumelée aux prix élevés de l acier, du cuivre et des réfrigérants, a donné aux refroidisseurs de type hélicoïdaux un avantage par rapport aux modèles à centrifuge dans la catégorie des modèles de moins de 300 tonnes, qui affichent des VICP de 0,50 et de 0,55 kw/tonne, respectivement. De manière semblable, la chaudière principale est de type à condensation qui produit une efficacité de chauffage de 90 % durant 80 % de la période de chauffe. Les autres chaudières, de type à ailettes en cuivre et à tubes, atteignent une efficacité de 84 %. Les chaudières de production d eau chaude domestique sont des modèles à condensation à haute efficacité, pouvant atteindre une efficacité supérieure à 90 %. Les pompes de distribution pour les systèmes à deux tuyaux et les ventilos-convecteurs fonctionnement toute l année durant et sont dotées d une soupape à deux voies, des charges variables, ce qui en fait de parfaits candidats pour des commandes à vitesses variables. Le contrôle de la condensation et du chauffage de l eau dans la zone de la piscine intérieure se fait au moyen d un appareil de déshumidification. Une partie du mur extérieur se retire et transforme ainsi la piscine intérieure en une piscine à demie extérieure avec ventilation naturelle, mais sans pluie. Un contact sur la porte transmet une commande d arrêt à l installation de ventilation lorsque le mur est retiré. Un capteur de présence commande l éclairage dans les puits d escalier et les locaux de service (entrepôt pour vélos, aires d agrément, etc.). Le système est avantageux en ce sens Société canadienne d hypothèques et de logement 3

4 qu il permet d éteindre des lumières qui normalement restent allumées toute l année dans les espaces inoccupés. Dans le cas des puits d escalier, les ampoules sont allumées durant plusieurs centaines d heures, au lieu de heures par an. L installation permet d assurer la priorité dans chaque zone afin de pouvoir surclasser la commande de présence en cas d urgence. Chaque logement est pourvu d un interrupteur maître de «marche-arrêt», situé en position stratégique près de la porte d entrée principale. D un simple mouvement de doigt, les résidents coupent l alimentation à tous les appareils d éclairage et les ventilateurs d extraction avant de quitter leur logement, ce qui leur permet de réduire la consommation d énergie. Pour modéliser l interrupteur maître de marche-arrêt, il a suffi de le considérer comme un capteur de présence dans le logiciel. En posant comme hypothèse que tous les résidents se servent de l interrupteur maître, les dispositifs d éclairage ne seront allumés qui si les occupants sont présents dans le logement. Matériaux et ressources Pour traiter des déchets de construction, les entrepreneurs ont géré leur production de déchets en recyclant avec succès le bois, les plaques de plâtre, le béton de surplus, les métaux et le carton. Plus de 40 % des matériaux ont été fabriqués dans un rayon de 800 km (500 mi) du chantier, bien en deçà des normes LEED. L emploi de matériaux à faibles émissions, comme les sous-couches en liège, les parquets en bois dur, les revêtements de sol en carreaux de céramique et les peintures à faible toxicité, a considérablement réduit les émissions de composés organiques volatils (COV). Gestion des déchets Le programme de recyclage de la ville de Toronto permet de recycler le papier, les métaux, le verre et autres objets recyclables dans un seul et même bac de collecte. Le bâtiment est doté d une installation de gestion des déchets à deux chutes qui facilite le recyclage sur chacun des étages, à proximité de la chute à ordures classique. Le système de gestion des déchets a été conçu pour le recyclage des matières organiques, puisqu une troisième chute brute déjà en place permettra de mettre en œuvre rapidement le recyclage des déchets organiques aussitôt que la ville de Toronto lancera son programme de réduction des déchets multirésidentiel. La plupart de gens sont enclins à recycler leurs déchets, en autant que le processus ne leur cause pas trop d inconvénients ou qu il ne soit pas trop coûteux, ce qui est habituellement le cas dans la majorité des collectifs d habitation, en raison du Extérieur Intérieur AIR VICIÉ PROVENANT DE LA HOTTE DE CUISINIÈRE AIR VICIÉ AIR VICIÉ AIR ÉVACUÉ PAR LA SÉCHEUSE AIR VICIÉ PROVENANT DE LA SALLE DE BAINS AIR VICIÉ AIR EXTÉRIEUR ICA ALIMENTATION Ventilateur principal de recirculation Serpentin de chauffage Serpentin de refroidissement AIR DE REPRISE SALLE DE BAINS SALLE DE LESSIVE CUISINE Filtre Ouverture pour l air de ventilation Ventilateur d extraction Noyau du VRC Figure 4 Schéma de l installation de conditionnement de l air (ICA) 4 Société canadienne d hypothèques et de logement

5 450 Consommation moyenne mensuelle d eau par logement Consommation moyenne de logements en copropriété typiques Consommation par logement dans le bâtiment à l étude Litres /1/2005 6/6/2005 6/11/2005 6/16/2005 6/21/2005 6/26/2005 Figure 5 Consommation d eau mensuelle comparative Consommation d électricité copropriété typique Consommation d électricité coprpopriété typique KWh Consommation d électricité prévue dans le bâtiment à l étude Consommation réelle bâtiment Radiance Déc-04 Jan-05 Fév-05 Mar-05 Avril-05 Mai-05 Juin-05 Juil.-05 Août-05 Sep.-05 Oct.-05 Nov.-05 Figure 6 Consommation annuelle d électricité dans les aires communes Société canadienne d hypothèques et de logement 5

6 manque d équipement. À Toronto, le taux moyen de recyclage dans le secteur des collectifs d habitation n est que de 12 %, un chiffre qui est sans doute représentatif de la plupart des autres villes canadiennes. L option de recycler est tout aussi commode que l élimination des ordures, ce qui fait que dans le cas présent, le taux de recyclage par volume atteint 77 %. Qualité de l environnement intérieur La qualité de l air intérieur, surtout en ce qui a trait à l alimentation en air frais dans les logements, constitue l une des principales difficultés techniques dans les collectifs d habitation. Les ventilateurs-récupérateurs de chaleur (VRC) sont monnaie courante dans les maisons individuelles à consommation énergétique élevée. En raison d une idée fausse que l on se fait des coûts en immobilisation élevés des VRC, seulement quelques tours d habitation sont dotées de cette technologie. Afin de se conformer aux exigences d alimentation en air frais directement dans les logements à l aide de conduits, le ventilo-convecteur des VRC utilisés habituellement dans les maisons individuelles a été modifié pour l adapter aux spécifications du constructeur, et sa capacité a été modifiée pour répondre aux exigences de ventilation des logements. Ainsi, chaque logement est pourvu d un VRC intégré à un ventilo-convecteur vertical qui fourni l air frais directement. Techniquement, le dispositif est simple. Il tire de l air frais de l extérieur, le chauffe au moyen de l échangeur de chaleur à travers Figure 7 Intérieur d une unité lequel passe l air vicié provenant du ventilateur d extraction de la salle de bains, puis pousse cet air extérieur conditionné dans le logement. La récupération de la chaleur de l air vicié pour réchauffer l air frais de l extérieur crée une source secondaire de chaleur, et une alimentation en air frais en continu dans chaque logement. La difficulté réside dans l installation de l appareil sans subir de frais de pose importants. Dans cet ensemble en copropriété, on a réglé le problème en travaillant avec le fabricant du VRC afin d intégrer le VRC dans les ventilo-convecteurs. Le surcoût attribuable aux VRC, en plus des conduits additionnels, est partiellement compensé par la diminution de la capacité de l installation de ventilation d air de compensation des corridors et des éléments de chauffage et de climatisation connexes. Le produit innovateur mis en lumière dans cet ensemble en copropriété influera sûrement sur la conception des installations de ventilation des tours d habitation. Chaque logement est également doté d une commande de température et de débit en réseau, réglable par l utilisateur. Résultats Préservation des ressources naturelles Une étude comparative de la consommation d eau de l ensemble en copropriété à l étude et de celle de collectifs d habitation semblables arrive à des économies de 30 millions de litres ( gal) par an. Pour les résidents, cela se traduit par des économies de plus de $ par an. Le graphique à la page 5 (figure 3) établit une 6 Société canadienne d hypothèques et de logement

7 comparaison avec la consommation mensuelle d un logement en copropriété typique. La consommation d énergie du bâtiment à l étude est de 33 % inférieure à celle d un bâtiment de référence conforme aux exigences du Code modèle national de l'énergie pour les bâtiments - Canada 1997 (CMNEBC). Un bel exemple d économies est celui des puits d escalier, lesquels sont normalement inutilisés. La pose de capteur de présence pour commander l éclairage dans les puits d escalier a ramené la période de consommation de heures à 200 heures par année. La consommation d électricité du bâtiment à l étude par rapport à celle d immeubles en copropriété typiques figure au graphique ci-dessous (figure 4). Incidence sur les coûts Les coûts additionnels attribuables à la mise en œuvre de technologies vertes sont difficiles à cerner, puisqu elles ont été intégrées dans les marchés. Le promoteur a fait appel à la formule du processus de conception intégré pour tous les aspects de l ouvrage. Les logements ont été vendus au prix du marché, sans prime pour tenir compte de leurs caractéristiques écologiques. Société canadienne d hypothèques et de logement 7

8 Minto Urban Communities Design team Andrew Pride Pour obtenir de plus amples renseignements sur des solutions novatrices en matière de construction et sur des bâtiments écologiques, veuillez visiter le site Web de la Société canadienne d hypothèques et de logement (SCHL) à , Société canadienne d hypothèques et de logement Imprimé au Canada Réalisation : SCHL Société canadienne d hypothèques et de logement