L'efficacité énergétique
Les simulations énergétiques et le choix des systèmes mécaniques sont des points clés de notre projet. Avec les évolutions introduites dans l’industrie depuis le dernier millénaire, il est important de comprendre à quoi un ingénieur doit s’attendre dans les prochaines années puisque l’industrie est en constante évolution. Dernièrement, dans le secteur de la construction, il y eu certes des évolutions dans les normes et les lois établies, mais très peu dans la méthodologie comparativement au domaine automobile ou encore aéronautique. Dans le cadre de ce projet, il est important de prendre conscience d’un tout nouveau modèle de conception récent pas encore complètement implanter mais présentant un succès dans les derniers projet fait de la sorte.
Afin de pouvoir expérimenter cette expérience, l’équipe de mécanique a été jumelée avec l’équipe de construction et l’équipe de design de l’environnement pour faire naître un projet conceptualisé en conception intégrée.
OUTILS
UTILISÉS
SketchUp
L'outil principal de modélisation de bâtiment utilisé est SketchUp, un logiciel de Google. Cet outil est idéal pour concevoir des pièces et bâtiments dans un environnement virtuel 3D.
Open Studio
Open Studio est un add-on dans Sketch Up. Il offre un interface pour la construction, le paramétrage et l'analyse des réponses énergétiques des bâtiments. Des milliers de paramètres sont pris en compte pour offrir une simulation énergétique hors du commun.
HOT2000
HOT2000 est un logiciel développé par Hydro-Québec. Ce logiciel est conçu pour simuler un bâtiment et déterminer la consommation énergétique de ce dernier. Plusieurs paramètres sont pris en compte mais ce logiciel n'offre pas d'interface 3D.
SIMULATIONS
ÉNERGÉTIQUES
Afin de répondre correctement à la demande énergétique, l’équipe de mécanique à optimiser l’orientation et l’alignement des bâtiments avec l’équipe de design de l’environnement en fonction de l'ensoleillement. À l’aide du logiciel Sketch Up, il a été possible de visualiser le passage de soleil pour s’assurer que chaque unité reçoive de façon optimale l’énergie passive transmise par le soleil. De cette façon, l’énergie solaire contribue à la ventilation et aux chauffage naturel du bâtiment.
Un travail de modélisation est nécessaire afin d'extrapoler la demande énergétique du bâtiment. Il a été réalisé sur un fragment architecturalet peut se généraliser sur tous les bâtiments. Après avoir déterminé la demande en chauffage et en refroidissement, nous avons pu choisir les équipements adaptés pour y répondre. Suite à cette analyse voici les résultats mensuel qui sont ressortis de ce bilan.
Tous les gains de chaleurs se font à partir d'énergie locale et renouvelable. On priorise les énergies suivantes:
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Solaire passif (Intégré dans tous les designs)
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Panneaux thermiques à haut rendement
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Brûleur au biogaz produit à partir des déchets organiques
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Système géothermique vertical
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Thermopompe frigorifique
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Électricité venant du fournisseur régional (Hydro-Québec)
ÉNERGIES
UTILISÉES
SYSTÈMES
MÉCANIQUES
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Bassin chaud eau-cire (140m3)
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Bassin froid eau-cire (40m3)
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Thermopompe géothermique vertical (3x)
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Thermopompe frigorifique (9x)
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Panneaux thermiques solaire (600m2 par barre+tour)
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Pompes pour le système de panneaux thermiques
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Bassin bio-digesteur à combustion instantanée
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Brûleur à biogaz pour eau chaude + pompe
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Système VRC « Top-roof » pour renouvellement de l’air + Conduits de ventilation
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Serpentin froid inséré dans les conduits d’air
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Réservoir d’eau chaude sanitaire (1 par niveau)
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Tuyaux d’eau chaude et froide pour chaque niveau et pour chaque logement
Les bassins les pompes et les thermopompes se trouvent au sous-sol.
L’échangeur d’air avec récupération d’énergie se trouve dans une unité de toit.
On retrouve ici un système hydrothermique énergétique multiénergie. Ce système consiste en un gros bassin d’environ 140 m3 d'un mélange eau-cire qui accumule l'énergie thermique produite par différentes sources. Cette énergie thermique est donc stockée sous forme de chaleur qui peut être réutilisée pour chauffer le domicile et produire l'eau chaude sanitaire. De plus, on y retrouve un bassin d’eau glacée qui permettra de refroidir le bâtiment lors des saisons chaudes.
La charge de chauffage est distribuée à travers un système de planchers radiants puis la charge de refroidissement est distribuée à travers le système d’air pulsé du bâtiment. On remarque la boucle d’eau glacée passe dans le système de renouvellement d’air avec récupérateur d’énergie qui se situe sur le toit du bâtiment.
