Comme vu dans le journal ASHRAE édition de mars 2009
Projet: 4200 St Laurent, immeuble de bureaux à Montréal

Motivés par la volonté de mettre en place des pratiques vertes et confrontés à la hausse des coûts énergétiques, les propriétaires et les gestionnaires d’un immeuble de bureaux de 13 étages au centre-ville de Montréal ont entrepris un projet ambitieux qui a considérablement réduit sa consommation d’énergie. En utilisant des technologies innovatrices là où les technologies conventionnelles n’étaient pas applicables, une grande partie de la chaleur que le bâtiment dissipait dans l’atmosphère est récupérée. La chaleur récupérée est utilisée pour chauffer tout le volume d’air frais introduit dans le bâtiment, sans compromettre la qualité de l’air intérieur. Grâce à ce nouveau système de récupération de chaleur, aucune source d’énergie externe n’est nécessaire pour chauffer l’air frais du bâtiment. Cela représente des économies très importantes.

Le bâtiment a fait l’objet d’un audit énergétique détaillé, par Ecovision Consultants, dans lequel une série de mesures d’économie d’énergie ont été proposées avec un retour sur investissement global de deux ans. Les autres mesures d’économie d’énergie concernaient les commandes numériques directes automatisées du bâtiment, les systèmes électriques et le système de chauffage de l’enveloppe du bâtiment. Toutes les mesures fonctionnent depuis plus d’un an maintenant, avec des résultats remarquables.

À propos de la consommation énergétique du bâtiment
La consommation de gaz naturel du bâtiment était élevée et coûteuse. Avant la mise en place des mesures d’économie d’énergie, la consommation de gaz naturel pour un hiver typique s’élevait à 451007 m3 soit une facture de 182 856 $.

Une année typique de consommation électrique avant l’installation de toute mesure d’économie d’énergie électrique était de 6 207 600 kWh, soit une facture de 385 634 $. Un système de gestion de l’énergie a été proposé, aux gestionnaires d’immeubles, qui permettrait de contrôler la demande électrique de pointe (par délestage) afin qu’ils puissent augmenter le taux d’occupation sans se soucier des pénalités de surmenage.


Mesures

Une série de mesures d’économie d’énergie ont été mises en œuvre. Commandes numériques directes automatisées, systèmes mécaniques (CVC) et mesures électriques. Une attention particulière a été accordée au maintien de la qualité de l’air.

Des mesures mécaniques ont été mises en œuvre, comme l’installation de deux chaudières au gaz naturel à condensation de 3 000 MBH pour remplacer les quatre chaudières atmosphériques existantes de 4 000 MBH. En outre, l’installation d’une unité de récupération de chaleur qui transférera la chaleur de l’air d’évacuation du bâtiment vers son air frais et détournera l’eau des condenseurs des unités de climatisation vers des échangeurs de chaleur dans l’alimentation en air frais. La chaleur qui serait autrement rejetée dans l’atmosphère est transférée à l’air frais du bâtiment.

Les mesures électriques consistent en l’améliorations des performances des luminaires et des performances des ventilateurs, des pompes et des moteurs de compresseur (utilisant des variateurs de vitesse). 1 600 luminaires T12 ont été remplacés par des luminaires T8 plus efficaces. Le circuit de la tour de refroidissement a été converti d’un système à volume constant à un système à volume variable en installant une vanne à deux voies sur chaque unité de climatisation afin que le débit volumique de l’eau dans le circuit de la tour de refroidissement varie en fonction des besoins réels du bâtiment (des capteurs de pression dans l’eau sont utilisés pour le contrôle PID du GPM).

Qualité de l’air intérieur
Les occupants étaient satisfaits du confort thermique avant la mise en œuvre de nos mesures. L’objectif était donc de maintenir la qualité de l’air existante. L’unité d’air frais fournit au moins 15 cfm par personne à chaque étage. Après l’installation des mesures d’économie d’énergie, les niveaux de CO2 et la vitesse de l’air ont été vérifiés dans tout le bâtiment et se sont avérés tout aussi bons qu’avant. Chaque zone possède un thermostat relié aux commandes DDC, ce qui assure le confort thermique.

Innovation
L’unité de récupération de chaleur qui transfère la chaleur de l’air évacué vers l’air frais fonctionne sur le principe d’une technologie innovatrice (brevet en instance). Il s’agit d’un échangeur de chaleur à thermosiphon qui utilise un réfrigérant respectueux de l’environnement. Le thermosiphon fonctionne comme un caloduc en ce qu’il utilise un réfrigérant à condensation et évaporation, mais le liquide se déplace du serpentin du condenseur au serpentin de l’évaporateur par gravité et non par action capillaire.


La deuxième unité de récupération de chaleur consiste à transférer la chaleur de l’eau chaude des condenseurs des unités de climatisation vers l’air frais. L’eau est détournée de la tour de refroidissement vers une série de serpentins de transfert de chaleur dans les conduits d’air frais. Les deux unités de récupération de chaleur sont capables de récupérer suffisamment d’énergie pour chauffer l’air frais tout l’hiver.

Résultats et avantages
Le premier hiver complet, après la mise en place des mesures d’économie d’énergie, la consommation totale de gaz naturel était de 147 918 m3 pour un coût de 68 008 $ canadiens. Les économies de gaz naturel ont dépassé 60% de la consommation initiale avec une réduction de 60% des coûts également.

Au cours d’une période de douze mois, la consommation électrique s’est élevée à 5 469 600 kWh pour un coût de 383 080 $. Soit 738 000 kWh (12%) de moins que la consommation de l’année précédant l’installation des mesures électriques. Cependant, au cours de ces mois, le taux d’occupation moyen était passé de 89,7% à 97%. Lorsque l’augmentation du taux d’occupation est prise en compte, les économies d’électricité s’élèvent à au moins 20%.


Le coût total du projet s’est élevé à 527 600 $ CAN. Le gouvernement canadien et les entreprises locales de services publics de gaz naturel et d’électricité ont offert des subventions totalisant 202 000 $ CAN. Les économies attendues ont été dépassées et, au total, l’équivalent de 700 tonnes de CO2 ont été éliminées de l’atmosphère par an. Les propriétaires et les gestionnaires de ce bâtiment ont fait un grand pas en avant dans leur quête de bâtiments écologiquement durables.