Bienvenue dans la quatrième partie de notre série consacrée à la décryptage des normes de l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE).
La norme ASHRAE 90.1 établit des lignes directrices visant à réduire la consommation d’énergie dans les bâtiments commerciaux. Cet article présente une vue d’ensemble de la norme ASHRAE 90.1 et montre comment les ventilateurs à récupération d’énergie (ERV) peuvent jouer un rôle clé dans le respect des exigences de cette norme.
Dans cet épisode de notre série consacrée aux normes ASHRAE, nous nous penchons sur la norme 90.1 et sur la manière dont les systèmes ERV peuvent contribuer à répondre à ses exigences en matière d’efficacité énergétique.
Qu’est-ce que la norme ASHRAE 90.1 et pourquoi a-t-elle été créée ?
Officiellement intitulée « Norme énergétique pour les sites et les bâtiments,à l’exception des bâtiments résidentiels de faible hauteur », la norme ASHRAE 90.1 est la norme largement adoptée pour les bâtiments commerciaux. Cette norme est fréquemment citée par les autorités étatiques et locales et sert de base à de nombreux codes énergétiques, notamment le Code international de conservation de l’énergie (IECC).
Pour comprendre l’origine de la norme ASHRAE 90.1, il est utile de se pencher sur la conception des bâtiments commerciaux au milieu du XXe siècle. L’embargo pétrolier décrété en 1973 par l’Organisation des pays exportateurs de pétrole (OPEP) a entraîné des pénuries de carburant et une flambée des coûts énergétiques. Cette crise énergétique a mis en évidence la nécessité d’adopter une approche plus économe en énergie dans la conception des bâtiments commerciaux. En réponse, l’ASHRAE a publié la norme 90 afin d’améliorer l’efficacité énergétique de ces bâtiments. Elle a ensuite été mise à jour sous le nom de norme ASHRAE 90.1, qui est toujours en vigueur aujourd’hui.
Qui est concerné par la norme 90.1 et où s’applique-t-elle ?
Les ingénieurs en mécanique, les architectes, les propriétaires immobiliers et les responsables de l’application des normes s’appuient sur la norme 90.1 pour orienter la conception économe en énergie et garantir le respect des normes locales. Cette norme s’applique aussi bien aux nouvelles constructions qu’aux projets de rénovation majeurs dans un large éventail de secteurs commerciaux :
- Espaces commerciaux et de bureaux : immeubles de bureaux à plusieurs étages, centres financiers et espaces de vente au détail.
- Établissements institutionnels et de santé : écoles, établissements de santé et campus d’enseignement supérieur.
- Établissements spécialisés : centres de soins pour animaux, résidences pour personnes âgées, salons de coiffure et immeubles d’habitation de plus de trois étages au-dessus du niveau du sol.
Respect des exigences de la norme ASHRAE 90.1, section 6, grâce aux systèmes ERV
La norme 90.1 couvre cinq sections: l’enveloppe du bâtiment, les systèmes CVC, le chauffage de l’eau sanitaire, l’alimentation électrique et l’éclairage. Chaque section joue un rôle essentiel dans la performance globale. Cependant, comme les systèmes CVC représentent généralement entre 40 % et 50 % de la consommation énergétique totale d’un bâtiment commercial — une part importante étant consacrée au traitement de l’air extérieur brut —, les ingénieurs s’attachent souvent en priorité à réduire la consommation d’énergie dans ce domaine afin de respecter la norme.
Pour répondre à cette charge énergétique principale, la section 6 (Systèmes CVC) définit des exigences de performance obligatoires et normatives destinées à optimiser l’efficacité des systèmes.
Aborder le dilemme de la ventilation dans la section 6.5
Au sein de la section 6, la voie normative (section 6.5) aborde directement un enjeu central de la conception des bâtiments commerciaux : trouver un équilibre entre la qualité de l’air intérieur (QAI) et l’efficacité énergétique. Si des débits de ventilation plus élevés sont essentiels à la santé des occupants, le traitement de l’air extérieur brut — chauffage, refroidissement et déshumidification dechaque pied cube— augmente considérablement les charges énergétiques des systèmes CVC. Pour compenser cette perte, la section 6.5 impose la récupération d’énergie sur l’air extrait pour les systèmes répondant à des seuils spécifiques :
- Débits d’air des ventilateurs d’alimentation (CFM) : taille du système et volume total d’air brassé.
- Pourcentage d’air extérieur (%OA) : proportion d’air frais de ventilation par rapport à l’air recyclé.
- Zone climatique et heures de fonctionnement : conditions locales de conception et horaires d’utilisation des locaux.
En récupérant l’énergie thermique contenue dans l’air évacué avant qu’il ne quitte le bâtiment, les systèmes de récupération d’énergie réduisent la quantité d’énergie nécessaire au traitement de l’air extérieur entrant, ce qui permet aux équipes de projet de maintenir des débits de ventilation élevés sans surcharger les équipements CVC principaux.
Respect des exigences de la section 6 grâce aux ERV RenewAire
Les ERV RenewAire constituent une solution fiable et hautement performante pour se conformer aux exigences de la section 6.5. Grâce à la technologie des échangeurs enthalpiques à plaques statiques, ces appareils captent à la fois la chaleur sensible et l’humidité latente du flux d’air évacué, puis les transfèrent à l’air extérieur entrant. Ce processus permet de prétraiter l’air frais extérieur avant qu’il n’atteigne les équipements principaux de refroidissement et de chauffage, aidant ainsi les installations à satisfaire sans effort aux objectifs du code. En récupérant jusqu’à 70 % de l’énergie contenue dans le flux d’air évacué, les ERV RenewAire transforment la conformité au code en gains mesurables de performance du bâtiment :
| Valeur apportée | Avantage en termes de performances |
|---|---|
| Économies sur les dépenses d’investissement (CapEx) | Les récupérateurs de chaleur à échange d’air (ERV) RenewAire conditionnent l’air extérieur entrant afin de réduire les charges énergétiques des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) liées à une ventilation accrue. Cela permet de diminuer la puissance totale requise pour les refroidisseurs, les chaudières et les unités de toiture (RTU). Par conséquent, les ingénieurs peuvent réduire la taille des équipements principaux afin de respecter les normes réglementaires strictes, ce qui contribue à amortir l’investissement initial dans les ERV. |
| Économies sur les dépenses d’exploitation (OpEx) | La récupération d’énergie continue tout au long de l’année réduit la charge des équipements techniques nécessaire pour traiter l’air de ventilation entrant, quelles que soient les conditions climatiques. |
Améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments commerciaux grâce à la norme ASHRAE 90.1
La norme 90.1 fournit une feuille de route claire pour réduire la consommation d’énergie dans l’ensemble des installations commerciales. En se concentrant sur les optimisations des systèmes CVC (chauffage, ventilation et climatisation) décrites dans la section 6, les équipes de projet peuvent respecter efficacement les seuils d’efficacité obligatoires, ce qui permet de réduire les charges de pointe des équipements et de réaliser des économies d’énergie à long terme grâce à une ventilation avec récupération d’énergie.
Foire aux questions (FAQ) concernant la norme ASHRAE 90.1
Qu'est-ce que la norme ASHRAE 90.1 ?
La norme ASHRAE 90.1 constitue une référence largement reconnue en matière d’efficacité énergétique pour les installations commerciales. Elle définit des exigences de base concernant l’enveloppe des bâtiments, les équipements de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC), le chauffage de l’eau, l’éclairage et les systèmes d’alimentation électrique.
En quoi les ERV contribuent-ils au respect de la norme ASHRAE 90.1 ?
Les ventilateurs à récupération d’énergie (ERV) aident les bâtiments commerciaux à respecter les exigences de la norme ASHRAE 90.1 en matière de récupération d’énergie, en captant la chaleur et l’humidité contenues dans le flux d’air évacué et en transférant cette énergie à l’air extérieur entrant. Ce processus permet de prétraiter l’air extérieur avant qu’il n’atteigne les équipements de chauffage et de climatisation, ce qui réduit les charges énergétiques des systèmes CVC et favorise la conformité à la section 6.5.
Comment les ERV permettent-ils de réduire les coûts d'investissement liés aux équipements ?
Les ventilateurs à récupération d’énergie (VER) permettent de réduire les coûts d’investissement en équipement en diminuant les charges de pointe de chauffage et de climatisation nécessaires au traitement de l’air extérieur entrant. Ils assurent ainsi un transfert de la chaleur sensible et de l’humidité latente entre les flux d’air, ce qui permet aux ingénieurs de prévoir des équipements CVC principaux de plus petite taille — tels que des refroidisseurs, des chaudières et des unités de toiture —, ce qui peut compenser l’investissement initial du système de ventilation.
Quelle est la principale source de consommation d'énergie dans les bâtiments commerciaux ?
Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) représentent généralement entre 40 % et 50 % de la consommation d’énergie dans les bâtiments commerciaux. Une grande partie de cette énergie sert à traiter l’air extérieur entrant, ce qui fait de la réduction de la charge thermique et de la ventilation à récupération d’énergie des stratégies importantes pour améliorer l’efficacité énergétique globale.