Maisons jumelles

Les installations du CCTR ont été construites et améliorées en consultation avec l'industrie canadienne du logement afin d'éliminer la dimension aléatoire des nouvelles technologies résidentielles. Les deux maisons identiques en grandeur réelle du site ont été conçues pour tester rigoureusement et dans les conditions de fonctionnement les nouveaux produits et systèmes énergétiques. Ces maisons disposent d'un imposant câblage et d'un équipement informatique de surveillance capables de suivre chaque aspect du rendement énergétique.

Les chercheurs ont l'intention de conserver l'une des deux maisons dans son état initial et de tester les technologies évoluées dans la maison jumelle voisine. Les scientifiques pourront ainsi mesurer avec précision les économies d'argent et d'énergie issues des nombreuses nouvelles technologies.

Construction

Les maisons identiques du CCTR ont été construites en 1998, d'après la conception d'un constructeur local. Dans leur construction, leur apparence et leur implantation, elles ressemblent à toutes les maisons en série locales. Construites à la norme R-2000, la norme canadienne de la maison éconergétique, les maisons du CCTR offrent environ 210 m2 de surface habitable, un sous-sol fini et un double garage.

Cliquez ici pour visionner la liste des caractéristiques des maisons. [format pdf] Pour visionner un diaporama des photographies prises lors de la construction du CCTR, cliquez ici. [format pdf]

Fonctionnement

Essais côte à côte

On ne peut prétendre évaluer honnêtement l'efficacité énergétique d'une conception d'habitation si l'on n'évalue pas son rendement énergétique et celui de ses composants dans des conditions réelles et dans une durée donnée (un an). En réalité les résultats de telles évaluations ont toujours été difficiles à interpréter, surtout lorsque l'habitation a été occupée. Plusieurs de ces études montrent en effet que le style de vie des occupants influe autant sur la consommation énergétique globale que sur la consommation des composants éconergétiques individuels de l'habitation, affectant ainsi la crédibilité des informations fournies par la surveillance. Lorsque l'habitation n'est pas occupée, son mode de fonctionnement et le budget énergétique résultant ne sont pas réalistes. Il manquerait, pour l'équilibre énergétique, l'interaction des gains de chaleur internes créés par les appareils électroménagers et les occupants.

Les résultats contrôlés d'une habitation occupée ont également été comparés à des simulations, afin de vérifier si les appareils éconergétiques influaient sur la consommation énergétique globale. Pourtant, la prédiction du rendement énergétique exact d'une habitation en une période donnée, sous un climat donné, est probablement le pire défi pour un modèle informatique. Par exemple, les modèles ne peuvent simuler de manière réaliste le comportement humain. De fait, les comparaisons des résultats mesurés et des résultats modélisés finissent habituellement par nous informer plus sur les faiblesses du modèle que sur les différences de rendement réelles dues aux mesures éconergétiques.

Le Centre canadien des technologies résidentielles a résolu ces problèmes en évaluant les équipements et les composants. La maison-laboratoire et la maison-témoin jumelles sont " occupées " par des régulateurs qui contrôlent électroniquement la marche et l'arrêt des appareils électroménagers, de l'éclairage et des équipements, comme le feraient des humains. C'est ce dispositif régulateur que l'on appelle "occupation simulée".

La maison-témoin et la maison-laboratoire ont été étalonnées telles qu'elles ont été construites et sous occupation simulée, et les résultats montrent qu'elles consomment en tout temps la même quantité d'énergie. La maison-laboratoire peut être modifiée pour évaluer l'effet d'une nouvelle technologie sur le rendement énergétique et le confort. L'effet est mesuré en comparant le rendement de la maison-laboratoire à celui de la maison-témoin. En faisant abstraction des autres différences dans le rendement énergétique, y compris celles liées à l'occupation, il est possible d'observer avec exactitude le résultat de l'utilisation d'un appareil ou d'un régulateur éconergétique sur une base quotidienne. Après chaque projet, la maison-laboratoire est remise dans son état initial et étalonnée par rapport à la maison-témoin.

Occupation simulée

Les maisons de recherche sont équipées d'appareils électroménagers standard, typiques des foyers nord-américains. Un système domotique simule l'activité humaine en faisant fonctionner les principaux appareils électroménagers (cuisinière, lave-vaisselle, laveuse et sécheuse), l'éclairage, les robinets d'eau, les ventilateurs et une quantité d'autres sources simulant des gains de chaleur typiques. L'activité et l'emploi du temps sont comparables à ceux d'une famille de deux adultes et deux enfants. La consommation électrique est typique d'une famille de quatre personnes, et les tirages d'eau chaude sont réglés conformément aux normes ASHRAE sur la taille des radiateurs à eau chaude.

Les gains de chaleur humaine sont simulés par deux ampoules à incandescence de 60 W (2 adultes) et deux de 40 W (2 enfants) en divers endroits de la maison. L'emploi du temps peut être modifié à souhait pour satisfaire tout critère d'évaluation particulier.

Pour visionner l'emploi du temps typique de l'occupation simulée, cliquez ici. [format pdf]

Système d'acquisition des données

L'ordinateur qui contrôle l'occupation simulée contrôle également le rendement énergétique et le confort thermique. En tout, 23 compteurs (d'eau, de gaz et d'électricité) et plus de 250 capteurs (thermocouples et humidité relative) donnent 12 000 relevés toutes les 24 heures.

Pour leur visionnement, les données sont détaillées sur les plans, les façades et les sections. Nous pouvons ajouter des capteurs selon les besoins de surveillance spécifiques de tout projet de recherche.

Pour visionner un échantillon typique des données CCTR, effectuez la Visite virtuelle des données sur la maison.

Système de cogénération

La maison-laboratoire du CCTR a été modifiée pour tester des systèmes résidentiels de production combinée de chaleur et d'électricité (cogénération).

Les modifications comprennent une unité " d'équilibrage de la production des centrales " (EPC) qui stocke et distribue la chaleur, selon les besoins, aux locaux, à l'eau domestique et à un réseau coordonné, conforme aux normes des services publics locaux, qui fournit l'électricité excédentaire au réseau. L'unité EPC est entièrement équipée et munie de commandes programmables. L'électricité qui passe par le système de cogénération est contrôlée et sa qualité est mesurée entre le système de cogénération, la maison et le réseau. Les installations du CCTR, qui ont servi à tester un moteur de cogénération Stirling alimenté au gaz naturel, peuvent également tester les piles à combustible.

Pour de plus amples renseignements sur les essais du système de cogénération du CCTR, veuillez consulter le document suivant :

Development of Micro Combined Heat and Power Technology Assessment Capability at the Canadian Centre for Housing Technology
Bell, M. Swinton, M.C. Entchev, E. Gusdorf, J. Kalbfleisch, W. Marchand, R.G. Szadkowski, F.
pp. 48. 2003-12-08
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