L'énergie solaire pour les bâtiments - SCHL

L’énergie solaire pour les bâtiments
Méthode de conception
Les premières étapes en matière de
conception solaire consistent à :
1. Établir les objectifs de performance des
sources d’énergie et de son utilisation.
2. Diminuer les charges de chauffage et de
refroidissement grâce à l’orientation, à
l’effet de masse, à l’enveloppe et à
l’aménagement paysager.
3. Maximaliser l’énergie solaire et les
autres énergies renouvelables en
fonction de la charge du bâtiment, puis
à concevoir un système efficace CVCA
intégré autant que possible aux
caractéristiques de performance
de l’enveloppe du bâtiment.
4. Employer, dans l’évaluation des
options, des outils de simulation
énergétique simples et des simulations
détaillées au début des étapes
conceptuelles et plus tard pour évaluer les
différentes possibilités.
En règle générale, les écarts allant
jusqu’à ± 30º du sud géographique
réduisent les gains solaires jusqu’à
environ 12 % et sont donc acceptables
en conception de bâtiments solaires,
puisqu’ils offrent beaucoup de liberté
quant au choix de la forme.
Orientation du bâtiment
L’orientation est primordiale, puisqu’elle
fait réaliser des économies au départ. Par
ailleurs, le nord géographique diffère du
nord magnétique. L’écart entre le nord
magnétique et le nord géographique, la
déclinaison magnétique, varie entre les
côtes est et ouest. En Nouvelle-Écosse,
la boussole pointe à l’ouest du nord
géographique et en Colombie-Britannique
à l’est du nord géographique.
6 Société canadienne d’hypothèques et de logement
La différence maximale (en pourcentage)
entre l’orientation au sud et l’orientation
30ºE (ou O) se produit lorsque le soleil est
à son plus bas niveau et que c’est la journée
la plus courte (21 déc.). Si l’on envisage
de disposer sur le toit ou en façade des
panneaux photovoltaïques produisant de
l’électricité devant être vendue au réseau
aux tarifs de jour, peut-être que les tarifs
dicteront de modifier l’orientation
optimale si leur valeur de pointe n’est
pas obtenue à midi.
Pour en savoir plus au sujet de l’écart
magnétique et obtenir un exemple de calcul,
veuillez consulter le site Web à l’adresse
http://www.geolab.nrcan.gc.ca/geomag/
magdec_e.shtml
En règle générale, les bâtiments ayant un
axe longitudinal est-ouest offrent davantage
de possibilités de chauffage solaire. Quant
aux collectifs d’habitation avec corridors
bordés de logements de part et d’autre, la
moitié des logements sont orientés au sud
et la moitié au nord. Une solution partielle
consiste à aménager un atrium central
orienté au sud ou un capteur solaire qui
assure le chauffage préalable de l’air avant
de l’acheminer vers les logements orientés
au nord.
Les bâtiments ayant un axe est-ouest
risquent davantage de subir les effets de
la surchauffe l’été et de peu profiter de
l’énergie solaire en hiver. À la figure 5, on
peut voir le Foyer hongrois de Montréal
dont des fenêtres, disposées en dents de
scie, sont orientées au sud plutôt qu’à l’est
et à l’ouest.
Bâtiment
Le logiciel EE4 4 de RNCan a servi à
modéliser la consommation d’énergie d’un
collectif d’habitation situé à Halifax; il a
indiqué que l’orientation, la performance
et la taille des fenêtres se traduisent par une
faible réduction de la consommation
d’énergie. Les réductions de consommation
d’énergie attribuables à l’orientation ont
pour avantage d’être gratuites et de se
poursuivre tout au cours de la durée utile
du bâtiment. Il faut aussi noter que ces
résultats de simulations de consommation
d’énergie sont spécifiques à un
emplacement particulier. L’immeuble
possédait les caractéristiques suivantes :
■ collectif d’habitation à ossature de bois,
de quatre étages, corridors bordés de
logements de part et d’autre;
■ rapport fenêtres-mur : 19 % sur les
façades principales;
■ fenêtre de vinyle, à double vitrage avec
pellicule à faible émissivité;
■ isolation thermique élevée.
Résultats des simulations
■ Accroître le coefficient d’apport par
rayonnement solaire (CARS) du vitrage
a permis de réduire le coût annuel total
du chauffage de 3 ou 4 %.
■ Orienter le bâtiment dans l’axe
longitudinal est-ouest plutôt que
nord-sud a contribué à réduire le coût
annuel du chauffage d’environ 1 %.
■ Accroître l’aire de vitrage des
appartements orientés au sud a
permis de réduire le coût annuel
du chauffage de moins de 1 %.
■ Augmenter la masse intérieure a permis
de réduire le coût annuel du chauffage
d’environ 2 %.
4 EE4 est un logiciel de RNCan mis au point dans le cadre du Programme d’encouragement pour les bâtiments commerciaux pour
vérifier la conformité aux exigences du programme.