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La certification Passive House

La certification Passive House

Un peu d'histoire... 

Le concept "Passive House" est une norme énergétique à haute performance qui a vu le jour au Canada. Le premier bâtiment-type sortit de terre dans la province de Saskatchewan dans un contexte de crise énergétique, alors que les prix du pétrôle s'envolaient. 

La maison baptisée « Saskatchewan Conservation House » (ci-contre) fut développée et achevée par Harold Orr en 1977. Cette maison fut donc le premier bâtiment à combiner l'étanchéité à l'air, la surisolation et un système de récupération de chaleur.

Qu’a-t-on appris de ce premier prototype ?

L'industrie a pu mieux comprendre les pertes de chaleur dans une maison moyenne de cette époque :

  • 30 % de pertes par les fuites d'air,
  • 25 % par le sous-sol,
  • 15 % par le plafond,
  • 15 % par les murs
  • 15 % par les portes et les fenêtres.

Caractéristiques principales de la maison de Saskatchewan

  • Réduction de la consommation énergétique de 85 % par rapport à une maison moyenne des années 1970
  • Installation d’une des premières unités de ventilation résidentielle dotée d’un échangeur de chaleur pour le chauffage des pièces
  • Utilisation d’un échangeur de chaleur des eaux grises pour la production de l’eau chaude sanitaire.
  • Construite à l'origine avec des capteurs d'énergie solaire pour aider à produire de l'électricité pour alimenter la ventilation et l’échangeur de chaleur des eaux.
  • Revêtement en cèdre brun foncé pour absorber la chaleur du soleil.
  • Volets isolés pour les fenêtres

Le concept existe sous sa forme actuelle depuis 1990, lorsque le Passive House Institute a normalisé les caractéristiques clés pouvant être utilisées de manière répétée. 

Enrichi par certaines normes des pays scandinaves, le concept s'est répandu dans toute l'Europe et en Amérique du Nord au cours de ces dernières années. 

En plus de certifier les bâtiments, l'institut Passive House certifie les concepteurs, les constructeurs et les équipements utilisés dans les projets de maisons passives, tels que les fenêtres et les unités de ventilation. 

Les projets passifs permettent d'économiser de l'énergie en réduisant la quantité d'énergie dépensée pour le chauffage, le refroidissement et la ventilation.

Un examen des performances thermiques et de chauffage des locaux des habitations passives construites entre 1990 et 2018 a été réalisé. Cette étude  révèle que la performance thermique in situ est proche des prévisions de la conception et que certains écarts constatés sur le poste du chauffage sont attribués aux comportement des utilisateurs.

Source: are the energy savings of the passive house standard reliable ? - auteurs David Johnston, Mark Siddall, Oliver Ottinger, Soeren Peper

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Les experts de la certification Passive House de l’institut s'accordent généralement sur 5 caractéristiques clés et qui se traduisent par une consommation d'énergie exceptionnellement faible...

1.  Construction étanche à l'air
2.  Isolation adaptée au climat
3.  Ponts thermiques réduits au minimum
4.  Des ouvertures performantes
5.  Une ventilation continue (avec récupération de chaleur)

Enjeux et défis

La construction exceptionnellement étanche à l'air exigée par le concept Passive House a un impact considérable sur le système de chauffage, de ventilation et de climatisation du bâtiment.

En effet, une ventilation continue est nécessaire dans les bâtiments étanches à l'air pour fournir de l'air frais aux occupants, et pour diluer les contaminants en suspension dans l'air et l'excès d'humidité.

Les systèmes de traitement de l'air sont les moteurs des systèmes de ventilation

Ils sont notoirement parmi les plus gros consommateurs d'énergie dans un bâtiment, ils méritent donc une attention particulière dans toute conception de bâtiment économe en énergie.

 

La ventilation continue exige que les centrales de traitement d'air fonctionnent chaque fois que le bâtiment est occupé, et parfois même lorsque le bâtiment n'est pas occupé. Ces centrales de traitement d'air doivent donc être sélectionnées et spécifiées en fonction de leur capacité à déplacer l'air en utilisant le moins d'électricité possible. La mesure courante est la puissance spécifique des ventilateurs (coefficient SFP). 

 

Qu'est-ce que le coefficient SFP ? 

il s'agit de la puissance électrique totale des ventilateurs d'une centrale de traitement d'air en kW, divisée par le débit d'air soufflé ou le débit d'air extrait, selon le plus important. Connaissant le coût de l'électricité, ce coefficient nous indique le coût du système de ventilation. Le coût en termes d'émissions de CO2 peut également être calculé.

 

Les exigences Passive House ne laissent guère d’autre choix que l’utilisation d’un certain type de système de traitement d’air – avec un échangeur de chaleur double flux permettant de récupérer l’énergie.

L'objectif d'un échangeur de chaleur est d'utiliser la chaleur ou le froid contenu dans l'air extrait. L'efficacité d'un échangeur de chaleur peut être décrite en termes de rendement thermique, c'est-à-dire la quantité de chaleur (ou de froid) contenue dans l'air extrait qui est transférée à l'air soufflé, soit par échange thermique direct, soit par des systèmes liquides. Le défi consiste à obtenir le meilleur rendement possible avec la plus faible perte de charge possible.

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Les échangeurs de chaleur rotatifs

Un échangeur de chaleur rotatif se compose d'une roue rotative avec une multitude de petits conduits en aluminium. L'air extrait chaud réchauffe les conduits qui transfèrent la chaleur à l'air soufflé plus froid. Normalement, le gel ne se forme jamais à l'intérieur d'un échangeur de chaleur rotatif. Cela permet d'atteindre une efficacité énergétique annuelle élevée.

L'échangeur de chaleur rotatif récupère aussi efficacement l'énergie de refroidissement tandis que l'humidité est récupérée grâce à un rotor traité par sorption.

 

Minimiser les fuites internes

Bien que les échangeurs de chaleur rotatifs offrent un rendement thermique élevé, il existe un risque de transfert de l'air extrait vers l'air soufflé. Les fuites internes doivent être évitées car elles ont un impact négatif sur la qualité de l'air et la consommation d'énergie. Les fuites peuvent être divisées en deux types :

  • Les fuites directes au niveau des joints d'étanchéité
  • Le transfert

Tous les types de fuites doivent être pris en compte lors du calcul de la puissance spécifique du ventilateur (SFP), en utilisant des méthodes définies pour mesurer les performances des échangeurs de chaleur, notamment l'OACF et l'EATR.

 

En savoir plus sur les éléments à prendre en compte lors du calcul de la SFP.
GOLD RX
Certifiée Passive House

La centrale de traitement d'air GOLD

L'unité GOLD RX a été la première unité commerciale à être certifiée par le Passive House Institute. Le programme de certification couvre la consommation d'énergie, la contamination croisée, la récupération d'énergie, les fuites d'air, le niveau sonore et le contrôle du flux d'air.

  • Swegon dépasse l'exigence minimale du Passive House Institute de 75 % d'efficacité, avec des rendements de roue atteignant 86 %.
  • La réduction des fuites internes (contamination croisée) à travers la roue est également essentielle, avec un niveau maximum de 3 %.  L'unité GOLD est certifié avec 0,45 % de fuites internes, grâce à des algorithmes de contrôle uniques.
  • La réduction de la consommation énergétique de l'unité est renforcée grâce à l'utilisation des moteurs ECM à entraînement direct et des algorithmes de contrôle uniques.
En savoir plus sur la GOLD

Dernier point et non des moindres, la démarche Passive House améliore l’environnement intérieur. 

Bien que nous passons près de 90 % de notre temps à l'intérieur, soit environ 21 heures par jour, rares sont ceux qui connaissent l'impact de l'environnement intérieur sur la santé, les performances et le bien-être. Pourtant, l'air intérieur est souvent plus pollué que l'air extérieur.

Cet air  que nous respirons tous à un impact sur notre santé et nos performances. La ventilation double flux assure le renouvellement de l’air des pièces de manière continue, contribuant ainsi à éliminer les polluants, CO2 et COV et les moisissures.

Enfin, grâce à l'étanchéité à l’air du bâtiment, l’isolation et à la ventilation double flux, le confort des occupants est amélioré puisque les températures sont homogènes. Et face aux variations de la température extérieure, l’environnement intérieur affiche une plus grande stabilité.

Pourquoi la qualité de l'environnement intérieur est important? 

  • À une température de plus de 21 degrés à l'intérieur, les performances baissent rapidement.
  • Lorsque les niveaux de CO2 dépassent 1000 PPM (valeur limite pour un environnement sain), nous savons que notre capacité à penser de manière stratégique diminue de manière drastique.
  • Au-delà, les particules en suspension dans l'air sont directement liées aux maladies, en particulier les petites particules contre lesquelles le corps humain n'a aucune défense naturelle.
En savoir davantage

L'impact de l'humidité sur le climat intérieur et la santé

Dans les maisons, mais aussi dans d'autres locaux tels que les bureaux et les écoles, l'humidité relative est souvent comprise entre 20 et 40 %. Bien qu’il n’y ait pas de limite fixe, le niveau souvent recommandé se situe souvent entre 30 et 60 % selon la saison, mais il n'y a pas de limite fixe.

L'humidité a un impact majeur sur le confort et la consommation d'énergie pour le chauffage et le refroidissement. En été, lorsque l'air extérieur est très humide, il condense en refroidissant, ce qui augmente la consommation d'énergie. En hiver, c'est la sécheresse de l'air extérieur qui crée les problèmes de confort: décharges d'électricité statique, sécheresse des yeux, du nez, de la bouche et de la gorge.

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Une centrale avec un échangeur de chaleur à revêtement RECOsorptic à sorption renforce la récupération de l’humidité sur l'air extrait, ce qui améliore le climat intérieur – tant pour les occupants que pour le mobilier – et sans qu'il soit nécessaire de prendre des mesures spéciales pour humidifier l'atmosphère.

Un autre effet positif est que la récupération de l'humidité évite que l'échangeur de chaleur rotatif se bloque à cause du givre, ce qui contribue également à des économies d’énergie.

  Vous avez des questions ? 

Notre équipe sera ravie d'y répondre. Laissez nous vos coordonnées et nous prendrons contact avec vous très prochainement. 

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Expériences Passive House

Nous avons collaboré sur un certain nombre de projets labellisés Passive House. En voici un échantillon... 

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