Mettre la science du bâtiment en pratique

Un bâtiment centenaire deviendra bientôt un terrain d'essai pour les technologies de construction de pointe.

L'Institut Fraunhofer de South Boston est dans les dernières étapes d'un projet de réhabilitation qui sera en mesure de tester les performances des technologies de construction émergentes, telles que les fenêtres produisant de l'électricité et les nouveaux matériaux d'isolation. L'ancien entrepôt en briques de 13 étages, qui abritera les chercheurs de Fraunhofer en sciences solaires et en sciences du bâtiment, vise à consommer environ la moitié de l'énergie d'une structure comparable.

Les bâtiments représentent environ 40 pour cent des émissions de gaz à effet de serre aux États-Unis et plus dans des villes comme New York où il est plus proche de 80 pour cent. Les bâtiments commerciaux, en particulier, gaspillent souvent beaucoup d'énergie en chauffant et en éclairant les bâtiments inoccupés, ce qui en fait un domaine propice à l'amélioration.

Le problème pour les architectes n'est pas le manque de produits : les conférences sur la construction écologique regorgent de tout, des matériaux de construction recyclés aux auvents solaires. L'enjeu est de choisir les produits qui offrent le meilleur retour sur investissement et de les intégrer dans une conception globale.

La vitrine de la technologie du bâtiment de Fraunhofer, qui devrait ouvrir ses portes en mars, n'utilise que des produits du commerce, dont la plupart sont offerts par environ 40 fabricants. La rénovation de 23 millions de dollars de la structure historique de 50 000 pieds carrés est partiellement financée par des subventions de développement économique de l'État et de la ville dans le cadre d'un effort visant à développer le quartier de l'innovation à Boston.

Voici quelques-unes des caractéristiques uniques que j'ai vues lors d'une visite du site encore en construction :

Réalité augmentée : L'entrée du premier étage de la Building Technology Showcase aura une exposition ouverte au public, un effort pour susciter l'intérêt pour la science du bâtiment. Les visiteurs pourront utiliser un nouvel outil de visualisation pour se renseigner sur les systèmes mécaniques du bâtiment.

Les ingénieurs de Fraunhofer ont écrit une application iPad qui permet aux utilisateurs de pointer la tablette vers un mur ou un sol et de voir une animation des tuyaux et conduits en dessous. L'écran, qui pourrait également être utilisé par les professionnels, affichera également des données, telles que la température ambiante, la pression et les débits.

Une application de réalité augmentée permettra aux visiteurs de voir les systèmes mécaniques derrière les murs et le sol et d'afficher des données en temps réel sur ce qu'ils font. Cela fait partie d'une exposition conçue pour éduquer le public et les professionnels sur la science du bâtiment. Crédit : Martin LaMonica

Banc d'essai pour les matériaux de construction : Les scientifiques du bâtiment de Fraunhofer utiliseront le bâtiment lui-même pour tester les performances des technologies solaires sur site et l'efficacité de nouveaux types d'éclairage et de systèmes CVC.

Le mur orienté au sud sera doté de différentes technologies de verre intelligent, notamment des fenêtres qui se teintent automatiquement pour empêcher la chaleur d'entrer tout en maximisant la lumière du jour et les fenêtres produisant de l'électricité. Les chercheurs pourront également mesurer les performances des fenêtres ou des systèmes de chauffage dans des chambres climatiques spéciales, des structures autonomes où les composants peuvent être échangés pour des tests.

Même l'isolation de ce bâtiment est instrumentée. Le bâtiment Showcase essaiera de nombreux types d'isolation sur les murs, y compris des panneaux sous vide qui utilisent du gaz, plutôt que de la cellulose ou de la fibre de verre, comme isolant réel. Des capteurs placés sur chaque mur recueilleront des données de température et d'humidité pour mesurer les performances comparatives.

Le bâtiment sera partiellement alimenté par un réseau de panneaux solaires sur un parking à côté (étant donné qu'il s'agit d'un bâtiment historique, ils ne pourraient pas être placés sur la façade). Les chercheurs espèrent utiliser cette génération sur site pour tester les technologies de micro-réseau, selon Dirk Mahling, directeur du groupe des systèmes d'énergie électrique distribuée à Fraunhofer Boston. Lors d'une panne de courant, le bâtiment pourrait potentiellement fonctionner partiellement ou créer un micro-réseau avec le voisin Gillette pour fonctionner sur une jambe lorsque le réseau est éteint.

Rénovation énergétique en profondeur. L'un des défis de la conception de bâtiments écologiques consiste à réduire considérablement la consommation d'énergie des bâtiments existants qui, après tout, représentent la majorité du parc immobilier. Le Building Technology Showcase met de l'isolant à l'intérieur des murs et du plafond en briques, ce qui oblige les concepteurs à surveiller attentivement l'humidité. Les panneaux d'isolation sous vide, qui sont des enceintes remplies de gaz recouvertes de mousse structurelle, promettent jusqu'à R40 isolation par pouce, selon le chef de projet Alex Cheimets.

L'un des produits rarement utilisés que Fraunhofer Building Technology Showcase testera est les panneaux isolés sous vide, où l'air encapsulé dans une structure en mousse agit comme un excellent isolant. Crédit : Martin LaMonica

Le bâtiment utilisera des systèmes d'éclairage et de CVC efficaces, y compris des poutres froides. L'eau froide est acheminée à travers des structures aériennes pour refroidir l'air qui l'entoure, qui descend dans les pièces. En général, en ayant une construction fortement isolée et étanche, les concepteurs peuvent économiser de l'argent avec des équipements de chauffage et de refroidissement plus petits. Et certaines pratiques, telles que le prérefroidissement des salles de conférence avant les réunions, seront un autre moyen d'améliorer l'efficacité globale du bâtiment, dit Cheimets.

cacher