POSTE DE POLICE DE WASILLA
Le système d’air extérieur dédié (DOAS) de l’ingénieur avec spécification de récupération d’énergie permet à la ville d’économiser de l’énergie et des coûts de maintenance.
Publié : 31 mai 2022
En bref
Projet :
- Quartier général du commissariat de police de Wasilla en Alaska
- Taille du bâtiment : 20 000 pieds carrés.
Installation de VRE RenewAire :
- (2) Unités DOAS de la série DN3RT
Représentant commercial RenewAire :
Bureau d'études :
Cabinet d'architecture :
Résultats clés :
- La ville économise beaucoup d’argent en récupérant de l’énergie et en évitant les cycles de dégivrage et les équipements.
- La police prouve que les gaz d’échappement ne s’infiltrent pas dans d’autres espaces
- L’air extérieur à 100 % dilue tous les contaminants en suspension dans l’air qui pourraient dégrader les preuves stockées.
- L’air extérieur à 100 % dans les garages permet d’améliorer la qualité de l’air intérieur pour les employés qui utilisent et entretiennent les véhicules de la ville.
Vue d'ensemble
Le nouveau commissariat de police de Wasilla (Alaska), d’une valeur de 12 millions de dollars, fait appel à de nombreuses conceptions innovantes en matière de CVC qui permettront à la ville d’économiser de l’énergie et aux occupants de bénéficier d’une qualité de l’air intérieur (QAI) sans précédent. Le bâtiment de 20 000 m² récemment achevé, conçu selon une architecture industrielle post-moderne esthétique par MCG Explore Design, Anchorage, double le bâtiment précédent du service de police, qui était une ancienne banque reconvertie. La conception mécanique durable du système CVC comprend des systèmes d’air extérieur dédiés (DOAS) avec récupération d’énergie, un chauffage hydronique par plancher radiant et des unités de toit (RTU) avec récupération de chaleur qui contribuent tous à l’efficacité énergétique.
Solutions
L’énergie récupérée permet à la ville d’économiser beaucoup d’argent.
Par exemple, les ventilateurs à récupération d’énergie (VRE) ont été spécifiés sans serpentins de dégivrage, qui sont couramment utilisés pour les hivers glacials de l’Alaska, mais qui sont coûteux en termes d’investissement initial, d’exploitation et d’entretien. Les unités DOAS de la série DN fabriquées par RenewAire (Waunakee, Wisconsin) utilisent des noyaux enthalpiques à plaque statique. Ces unités sont conçues pour fonctionner jusqu’à des températures ambiantes de -10°F sans nécessiter de cycles de dégivrage, car elles ne transfèrent pas de H2O entre l’air soufflé et l’air extrait. Si les températures descendent plus bas (les températures de Wasilla descendent rarement en dessous de -20°F), le contrôleur embarqué de la série DN active un clapet de dérivation et introduit de la chaleur dans l’espace pour empêcher l’accumulation de givre dans l’échangeur de chaleur, si nécessaire, selon Christian Dougherty, P.E., ingénieur mécanicien et responsable du projet au sein de la société d’ingénierie MEP, AMC Engineers, Anchorage, Alaska.
« L’énergie récupérée par les unités DOAS et le fait qu’elles ne nécessitent pas de cycles et d’équipements de dégivrage conventionnels permettent à la ville d’économiser beaucoup d’argent », a déclaré M. Dougherty, dont l’entreprise a spécifié des unités à base de noyaux dans le cadre de projets antérieurs. « Nous avons obtenu des résultats mitigés dans le passé avec des solutions de récupération d’énergie, telles que les roues enthalpiques, qui nécessitent des cycles de dégivrage et l’entretien de pièces mobiles, ce qui n’est pas le cas des noyaux.
Défis
La protection des preuves et des employés de la police était essentielle.
« Les noyaux ne sont pas sujets à la contamination croisée, ce qui est potentiellement problématique dans les espaces critiques, tels que les garages et les salles de preuves, où les contaminants peuvent potentiellement s’infiltrer dans les espaces occupés », a ajouté Jordan Privoznik, responsable des ventes de systèmes chez Trane, Anchorage, Alaska. « Les unités DOAS avec noyaux à plaques statiques sont souvent une solution idéale dans notre environnement, car elles peuvent être plus fiables que d’autres méthodologies de récupération d’énergie en raison du nombre réduit de pièces mobiles, tout en atteignant des rendements très élevés. »
Installés par l’entrepreneur mécanique Mechanical Specialists Inc. de Wasilla, en Alaska, les deux VRE de la série DN fournissent 3 000 PCM et 1 700 PCM d’air extérieur à 100 % dans le garage de 3 100 pieds carrés et la salle des preuves de 750 pieds carrés, respectivement. Les deux espaces sont sous pression négative pour éviter que les émissions des véhicules du garage et les odeurs de la salle des preuves, telles que les fluides corporels ou les émanations de drogues confisquées, ne s’infiltrent dans les murs communs partagés avec les espaces occupés. Les deux unités sont également équipées de capteurs, d’un contrôleur embarqué, d’un interrupteur mural manuel et d’un détecteur de fumée, ce dernier étant conforme au code du bâtiment de l’Alaska. Le système de gestion du bâtiment (BMS) de l’établissement, un système de contrôle Trane Tracer, surveille les ERV.
Bien que le dégagement gazeux des éléments de preuve ait été la principale motivation, l’air extérieur à 100 % diluera également tout contaminant en suspension dans l’air susceptible de dégrader les éléments de preuve stockés. La salle des preuves fait également l’objet d’une surveillance étroite afin de minimiser toute dégradation potentielle due à des variations importantes de température et d’humidité.
L’air extérieur à 100 % du garage est essentiel pour prévenir l’accumulation de CO et de NO2 et maintenir la qualité de l’air intérieur pour les employés qui utilisent et entretiennent les véhicules de la ville. La VRE utilise la récupération d’énergie pour aider à maintenir un point de consigne de 70°F tout au long de l’année. Les jours de grand froid, qui, selon les directives de l’ASHRAE, sont de -23°F localement, la VRE peut préchauffer l’air jusqu’à 40°F. Une température de sortie de 70°F peut être atteinte les jours extrêmes en utilisant le serpentin de réchauffage hydronique intégré alimenté par l’échangeur de chaleur au glycol du circuit de la chaudière.
« Les noyaux ne sont pas sujets à la contamination croisée, ce qui est potentiellement problématique dans les espaces critiques, tels que les garages et les salles de preuves, où les contaminants peuvent potentiellement s’infiltrer dans les espaces occupés ».
Résultats
QAI et économies d’énergie dans le cadre d’un budget de construction strict.
Les autres équipements du projet comprennent un RTU Trane Intellipak™ de 25 tonnes et 8 500 CFM qui alimente le bâtiment et comprend le refroidissement DX, le chauffage hydronique et le débit d’air variable, desservant plusieurs boîtes à volume d’air variable (VAV) Trane avec des serpentins de réchauffage hydronique pour fournir un contrôle de zone précis. Un RTU Trane Voyager™ de 15 tonnes et 5 000 CFM a également été spécifié. Le chauffage par rayonnement du sol et les fonctions de fonte de la neige sont assurés par une chaudière à gaz de 2Mbh fabriquée par Riello, Mississauga, Ontario. Les échangeurs de chaleur secondaires au glycol pour les appareils de traitement de l’air ont été fournis par Bell & Gossett, Morton Grove, Ill.
Une efficacité supplémentaire a été créée par une collaboration entre Dougherty et Privoznik qui a configuré le chauffage par plancher radiant en zones (pièces) contrôlées par le système d’automatisation des bâtiments BACnet de Trane. Bien que les VAV et le chauffage par rayonnement puissent fonctionner simultanément, il est difficile de combiner la rapidité de la technologie VAV à assurer le confort de l’espace avec les tubes radiants intégrés dans une masse thermique qui met plus de temps à réagir. « Une programmation méticuleuse et une mise en service stratégique ont été nécessaires pour s’assurer que les deux systèmes fonctionnent de manière transparente et synergique », explique Privoznik. « Ce processus, associé aux stratégies avancées de régulation Trim et Respond de Trane, conformément à la directive 36 de l’ASHRAE, nous a permis de maximiser l’efficacité énergétique, de maintenir la stabilité de la régulation et d’obtenir un confort optimal pour les occupants de l’espace.
La collaboration de Dougherty avec Trane a permis de mettre en place un système de traitement de l’air fonctionnant uniquement pendant les heures de bureau, tandis que l’autre unité fonctionne pour les zones occupées 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, ce qui constitue un autre élément d’efficacité énergétique. Lorsqu’une grande partie du bâtiment est inoccupée et que l’air extérieur n’est pas nécessaire, le système VAV, moins efficace, est désactivé et la température de l’espace est maintenue uniquement grâce au chauffage par plancher radiant.
Bien que le projet n’ait pas fait l’objet d’une demande de certification LEED® (Leadership in Energy and Environmental Design), M. Dougherty a déclaré que la conception du système de chauffage, de ventilation et de climatisation aurait considérablement aidé le bâtiment à accumuler suffisamment de crédits si la ville avait opté pour la certification.
Quoi qu’il en soit, le poste de police offre le confort, la qualité de l’air intérieur et les économies d’énergie du 21e siècle, dans le cadre d’un budget de construction strict.
Études de cas récentes
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Collectivités locales : Mairie de Prairie du Sac
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Sécurité publique : Commissariat de police de Wasilla