Bienvenue dans la septième partie de notre série consacrée à l’analyse des normes ASHRAE et à leur impact sur la conception moderne des systèmes CVC commerciaux, l’efficacité énergétique et la qualité de l’environnement intérieur (QEI).
Les bâtiments commerciaux gagnent en efficacité énergétique grâce à des normes telles que la norme ASHRAE 90.1, mais la durabilité ne se résume pas à une simple réduction des factures d’énergie. Afin d’adopter une approche plus globale, l’ASHRAE a élaboré la norme 189.1. Cette norme fournit un cadre réglementaire applicable à la conception, à la construction et à l’exploitation de bâtiments écologiques à haute performance.
Dans cet épisode de notre série consacrée aux normes ASHRAE, nous allons découvrir la norme 189.1 relative aux bâtiments écologiques à haute performance et voir comment les systèmes de récupération de chaleur (ERV) peuvent contribuer au respect de cette norme.
Qu’est-ce que la norme ASHRAE 189.1 ?
Officiellement intitulée « Norme relative à la conception de bâtiments écologiques à haute performance, à l’exception des bâtiments résidentiels de faible hauteur », la norme 189.1 est le fruit d’une collaboration entre l’ASHRAE, l’U.S. Green Building Council (USGBC) et l’Illuminating Engineering Society (IES). Elle met l’accent sur des objectifs globaux de développement durable, notamment l’emplacement des bâtiments, l’efficacité énergétique, la consommation d’eau, les matériaux de construction et un environnement intérieur sain.
Contrairement aux programmes de certification écologique volontaires, la norme 189.1 est rédigée dans un langage réglementaire contraignant et prêt à être appliqué. Cela permet aux autorités locales de l’adopter facilement et directement dans leur législation, ou aux entreprises de rendre cette norme obligatoire dans leurs cahiers des charges.
En 2018, la norme 189.1 a franchi une étape majeure : elle a été intégrée en tant que contenu technique au Code international de la construction écologique (IgCC). Aujourd’hui, lorsqu’une ville ou un État adopte l’IgCC, il adopte par là même les dispositions techniques de la norme 189.1.
Quels sont les principaux domaines d’intervention de la norme 189.1 ?
La norme ASHRAE 189.1 organise ses exigences techniques autour de six domaines clés afin de prendre en compte l’ensemble du cycle de vie et l’impact environnemental d’un bâtiment.
1. Durabilité du site
La norme 189.1 impose une utilisation intelligente du sol afin de minimiser l’impact environnemental et de préserver la biodiversité locale. Cela inclut notamment l’utilisation de toitures réfléchissantes pour réduire les besoins en climatisation, ainsi que la limitation de l’éclairage extérieur afin de protéger le ciel nocturne et les habitats environnants. Les bâtiments doivent également éviter d’être construits dans des plaines inondables et doivent être équipés d’infrastructures de recharge pour véhicules électriques ainsi que de locaux de rangement pour vélos.
2. Efficacité de la consommation d’eau
La réduction de la consommation d’eau est essentielle pour atteindre les objectifs de développement durable. La norme 189.1 impose l’utilisation d’équipements sanitaires à faible débit et d’appareils électroménagers à haut rendement énergétique, ainsi que de systèmes d’irrigation intelligents et des restrictions concernant la superficie recouverte de gazon. Les bâtiments doivent également être équipés de compteurs secondaires pour les principaux systèmes consommateurs d’eau, afin de suivre la consommation et d’identifier les sources d’inefficacité.
3. Efficacité énergétique
S’appuyant sur la norme 90.1 en matière d’efficacité énergétique, la norme 189.1 renforce encore davantage les exigences de performance énergétique. Ces directives prévoient notamment des enveloppes de bâtiment plus étanches, une densité de puissance d’éclairage réduite, des seuils minimaux de rendement plus élevés pour les équipements de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC), ainsi qu’un recours accru aux ventilateurs à récupération d’énergie (VRE). Les bâtiments doivent également être équipés de systèmes d’énergie renouvelable sur site et réduire leur consommation d’électricité en dehors des heures de travail.
4. Qualité de l’environnement intérieur (QEI)
La norme 189.1 exige également que les bâtiments offrent à leurs occupants une qualité de l’environnement intérieur (QEI) saine et confortable. Cela inclut la qualité de l’air intérieur (QAI), les émissions provenant des matériaux, la gestion de la chaleur et de l’humidité, la maîtrise du bruit et les niveaux minimaux d’éclairage naturel. En ce qui concerne la qualité de l’air intérieur (QAI), la norme impose des débits de ventilation accrus, une surveillance de l’apport d’air extérieur, des exigences minimales en matière de filtration et une gestion continue de la qualité de l’air. De plus, les bâtiments doivent limiter les composés organiques volatils (COV) et utiliser des matériaux à faibles émissions dans leurs peintures, mastics, adhésifs, revêtements de sol et produits en bois composite.
Cette norme réglemente également les niveaux de température et d’humidité. Les bâtiments à haute performance énergétique sont parfaitement étanches pour garantir leur efficacité énergétique, ce qui signifie que l’humidité peut s’accumuler et entraîner une gêne pour les occupants ainsi que la formation de moisissures. En matière d’acoustique, les bâtiments doivent limiter les bruits provenant de l’extérieur, la transmission du bruit à l’intérieur et les bruits émis par les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Enfin, les bâtiments doivent offrir un accès à la lumière du jour sur 50 % de leur surface au sol et limiter l’éblouissement solaire à l’aide de stores, de persiennes ou d’autres dispositifs.
5. Matériaux et ressources
Afin de réduire leur empreinte carbone, les bâtiments doivent utiliser un certain pourcentage de matériaux de construction recyclés, de produits d’origine locale et de bois issu d’une exploitation durable. La norme impose également des limites concernant les déchets de chantier et exige que le bâtiment mette à la disposition des occupants des dispositifs de recyclage et de tri sélectif des matières dangereuses.
6. Construction et plans d’exploitation
Le dernier axe prioritaire de la norme 189.1 consiste à vérifier la conformité du bâtiment et à établir un plan visant à garantir le respect de ces exigences. Les bâtiments doivent faire l’objet d’essais et d’une mise en service afin de vérifier que l’ensemble des installations mécaniques, électriques et de distribution d’eau fonctionnent conformément à leur conception. L’exploitant du bâtiment doit également disposer de plans d’exploitation à long terme prévoyant la maintenance préventive, la surveillance continue de la consommation d’énergie et d’eau, ainsi que le maintien de la qualité de l’air intérieur tout au long du cycle de vie du bâtiment.
Comment les bâtiments peuvent-ils se conformer à la norme 189.1 de manière rentable ?
Au vu de l’ensemble des réglementations énumérées ci-dessus, il pourrait sembler que la mise en conformité avec la norme 189.1 représente un coût prohibitif pour les projets de construction. Cependant, les architectes et les ingénieurs peuvent se conformer à la norme 189.1 de manière rentable en tirant parti d’une conception intégrée et d’une infrastructure mécanique adaptée, ce qui permet de réduire les coûts d’investissement initiaux et les dépenses d’exploitation à long terme.
La stratégie la plus efficace repose sur la ventilation à récupération totale d’énergie et les systèmes dédiés d’air extérieur (DOAS), qui utilisent l’énergie de l’air évacué pour pré-conditionner l’air extérieur entrant. Étant donné que les systèmes CVC représentent 40 à 50 % de la consommation d’énergie dans les bâtiments commerciaux, cela en fait l’un des meilleurs leviers pour réaliser des économies.
Les ERV réduisent les charges énergétiques liées à la ventilation
La norme ASHRAE 189.1 pose un défi central aux bâtiments : augmenter les débits de ventilation pour améliorer la qualité de l’air intérieur (IEQ) sans dépasser les limites d’efficacité énergétique. Grâce aux ERV, les bâtiments peuvent réduire considérablement leurs charges de chauffage et de refroidissement tout en assurant les débits de ventilation élevés nécessaires pour respecter les normes strictes en matière de qualité de l’air intérieur.
Les ERV fonctionnent en récupérant l’énergie totale (chaleur et humidité) de l’air évacué et en l’utilisant pour pré-conditionner l’air extérieur entrant. Grâce aux ERV RenewAire, les bâtiments peuvent réduire leurs charges énergétiques liées à la ventilation jusqu’à 70 %.
Les ERV permettent également aux bâtiments de réaliser des économies sur les coûts d’investissement grâce à des équipements CVC plus compacts. L’air extérieur pénètre dans le système CVC après avoir été pré-conditionné, ce qui réduit les besoins de pointe en matière de capacité de chauffage et de refroidissement. Cela permet aux ingénieurs de prescrire des refroidisseurs, des chaudières et des systèmes de compression plus petits, ce qui se traduit par des économies sur les coûts de construction.
Les systèmes DOAS optimisent l’apport d’air extérieur
La norme 189.1 exige également des renouvellements fréquents d’air extérieur dans le cadre de ses exigences en matière de ventilation et de qualité de l’environnement intérieur (IEQ). Cependant, les systèmes CVC traditionnels peinent à contrôler l’humidité lorsque les débits de ventilation sont élevés. En effet, l’air extérieur représente généralement plus de 80 % de la charge de déshumidification d’un bâtiment.
Grâce aux systèmes dédiés d’apport d’air extérieur (DOAS), les bâtiments peuvent dissocier la demande en air extérieur et la régulation de l’humidité des équipements locaux de chauffage et de climatisation, ce qui permet aux deux systèmes de fonctionner plus efficacement. Les systèmes DOAS s’intègrent également facilement aux capteurs de CO₂ et de présence afin de fournir de l’air extérieur en fonction des besoins, ce qui permet d’économiser de l’énergie pendant les périodes de faible occupation.
Grâce aux technologies de récupération d’énergie, les bâtiments peuvent optimiser leurs systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) en misant sur l’efficacité énergétique et le découplage de la ventilation, ce qui leur permet de se conformer à la norme 189.1 de manière plus économique.
Respectez la norme ASHRAE 189.1 grâce à l’efficacité énergétique
La norme ASHRAE 189.1 comble le fossé entre les codes de construction de base et les certifications écologiques ambitieuses. En établissant des règles claires et applicables en matière d’énergie, d’eau, de matériaux et de santé des occupants, elle contribue à faire de la conception durable non plus un luxe facultatif, mais une pratique courante dans le secteur.
Le respect des exigences strictes en matière de ventilation et de qualité de l’air intérieur (IEQ) de la norme ASHRAE 189.1 ne doit pas nécessairement se faire au prix de factures d’énergie élevées. En intégrant des unités DOAS et ERV aux systèmes CVC, les bâtiments hautement performants peuvent assurer en continu le renouvellement de l’air extérieur tout en réduisant les charges énergétiques liées à la ventilation et en diminuant les coûts d’exploitation.
Foire aux questions (FAQ)
Quelles sont les différences entre les normes ASHRAE 90.1 et 189.1 ?
| Rubrique | Norme 90.1 | Norme 189.1 |
| Champ d’application principal | Efficacité énergétique au sens strict (enveloppe du bâtiment, CVC, éclairage, production d’eau chaude) | Durabilité de l’ensemble du bâtiment (site, eau, énergie, qualité de l’environnement intérieur, matériaux) |
| Niveau de performance | Exigences minimales de base en matière d’efficacité énergétique | Norme de construction écologique haute performance / allant au-delà des exigences réglementaires |
| Objectif principal | Réduire la consommation d’énergie et les coûts dans les bâtiments commerciaux | Réduire au minimum l’empreinte environnementale tout au long du cycle de vie |
| Rôle du code de la construction | Adopté tel quel ou servant de base de référence pour les codes énergétiques (IECC) | Constitue le fondement technique du Code international de la construction écologique (IgCC) |
| Efficacité de l’utilisation de l’eau | Limitée (se concentre principalement sur l’efficacité des équipements de production d’eau chaude) | Complet (consommation d’eau à l’intérieur, arrosage extérieur, eaux pluviales) |
| Qualité de l’air intérieur et site | Hors du champ d’application | Exigences obligatoires relatives au choix du site, à l’effet d’îlot de chaleur, à la qualité de l’air intérieur et à l’acoustique |
Quels sont les changements apportés à la norme ASHRAE 189.1-2023 ?
La dernière édition de la norme ASHRAE 189.1 a été publiée en 2023. Elle introduit des mises à jour majeures visant à réduire le carbone intrinsèque, à développer l’intégration des énergies renouvelables et à renforcer la résilience climatique.
Principales modifications et mises à jour :
- Amélioration de la qualité de l’air intérieur (QAI) et de la filtration des particules : met à jour les exigences en matière de filtration pour les systèmes d’alimentation en air extérieur, en précisant explicitement les critères d’élimination des particules afin de les aligner sur des normes de QAI plus strictes.
- Soutien à la décarbonisation et à l’électrification : Aligne les dispositions énergétiques sur les mises à jour de la norme ASHRAE 90.1, en mettant davantage l’accent sur les infrastructures prêtes pour l’électrification, les caractéristiques de bâtiments efficaces et interactives avec le réseau, ainsi que la gestion des pics de demande.
- Énergies renouvelables sur site et infrastructures pour véhicules électriques : renforce les exigences de base en matière de production d’énergie solaire sur site et étend les infrastructures obligatoires pour les véhicules électriques dans les parkings.
- Cadre de résilience climatique : Intègre de nouvelles dispositions visant à renforcer la résilience des bâtiments, notamment face aux risques liés aux vagues de chaleur extrême, aux inondations, aux coupures de courant et à la fumée des feux de forêt, afin d’assurer la continuité des opérations essentielles.
- Carbone incorporé et cycle de vie des matériaux : élargit les exigences relatives aux déclarations environnementales de produits et instaure des limites plus strictes concernant le carbone incorporé pour les matériaux de structure et d’enveloppe.
- Efficacité hydrique et comptage : renforce les objectifs d’efficacité des équipements sanitaires intérieurs et impose un comptage différencié étendu pour les systèmes à fort débit d’eau, tels que les tours de refroidissement et les réseaux d’irrigation.
Pourquoi les villes adoptent-elles la norme ASHRAE 189.1 ?
Les villes adoptent la norme ASHRAE 189.1 principalement parce qu’elle offre aux collectivités locales un cadre réglementaire juridiquement contraignant et fondé sur un consensus, leur permettant d’imposer des pratiques de construction durable dans tous les nouveaux bâtiments commerciaux.
Plutôt que de s’appuyer sur des programmes volontaires ou d’élaborer de toutes pièces des codes locaux complexes en matière de construction durable, les villes adoptent la norme 189.1 pour des raisons stratégiques essentielles :
1. Faire passer la construction durable du stade volontaire à celui de l’obligation
Les systèmes de certification volontaires tels que LEED encouragent les promoteurs immobiliers de premier plan à construire de manière durable, mais ne réglementent pas la construction commerciale au-delà des codes énergétiques standard. L’adoption de la norme 189.1 permet à une ville de faire des pratiques durables à haute performance une exigence légale pour tous les projets concernés.
2. Intégration « clé en main » dans les codes de construction locaux (IgCC)
La norme 189.1 constitue l’ensemble du cadre technique de l’International Green Construction Code (IgCC). Comme elle est rédigée dans un « langage réglementaire » strict, les services municipaux chargés de l’urbanisme peuvent l’adopter telle quelle. Elle s’intègre parfaitement aux codes de référence existants, tels que le Code international du bâtiment (IBC) et la norme ASHRAE 90.1. Cela contribue à réduire les conflits de compétence lors de l’examen des plans et des inspections.
3. Atteindre les objectifs locaux en matière de climat et de décarbonisation
De nombreuses villes se sont fixé des objectifs municipaux ambitieux visant à réduire les émissions de carbone, à diminuer la consommation d’eau et à renforcer leur résilience face aux phénomènes météorologiques extrêmes. La norme 189.1 propose des mécanismes réglementaires prêts à l’emploi permettant de mettre en œuvre ces objectifs au niveau local.
4. Protection de la santé publique et des infrastructures
Au-delà des économies d’énergie, les villes adoptent la norme 189.1 afin de protéger les biens publics locaux et la santé de la population. Une meilleure qualité de l’air intérieur (QAI) améliore la santé et la productivité des occupants, tandis que des exigences strictes en matière d’économie d’eau à l’intérieur et à l’extérieur réduisent la pression exercée sur les réseaux d’eau municipaux et les stations d’épuration des eaux usées.