Des économies d'énergie remarquables dans un bâtiment centenaire
Une école plus que centenaire
Le Katedralskolan* de Linköping en Suède est un établissement d'enseignement secondaire supérieur dont l'histoire remonte au 17e siècle. Le bâtiment de l'école actuelle date de 1914 et couvre 8 000 m² sur un total de 5 étages.
Il y a quelques années, la municipalité de Linköping et sa société immobilière, Lejonfastigheter, ont fait le choix de rénover Katedralskolan plutôt que de construire une extension pour y installer une partie des élèves.
La dernière rénovation du bâtiment datait de 1999. Depuis, le secteur du CVC a fait des bonds en avant ! Il n'est donc pas surprenant, qu'après audit, nous constations que le système en place étant non seulement déficient et inefficace mais il était également inadapté compte tenu de l'augmentation du nombre d'étudiants et d'enseignants au fil des années. La consommation d'énergie était également très élevée... Les centrales de traitement d'air ne permettaient de récupérer que la moitié du débit d'air total, par exemple.
* en Suédois, école cathédrale
Consommation d'énergie dans un bâtiment scolaire
Facile à décrire, une solution de climat intérieur peut aujourd'hui consister en une conjugaison d'unités de traitement de l'air, de refroidisseurs et/ou des pompes à chaleur, de diffuseurs d'air et/ou de modules de confort. Tous ces appareils ont besoin d'électricité pour leur fonctionnement quotidien, et même si des améliorations peuvent être apportées au niveau de l'efficacité de ces produits, les économies importantes résident avant tout au niveau de la récupération de chaleur, de l'optimisation des ventilateurs ou de l'eau ainsi que de la régulation.
Les écoles font partie des bâtiments dont l'occupation et l'activité varient le plus. L'utilisation des salles de classe fluctue à la fois au cours de la journée et de l'année, en fonction de la matière et du niveau d'enseignement. Cela signifie que les salles de classe peuvent rester vides pendant un certain temps, mais que lorsqu'elles sont utilisées, elles sont le plus souvent bondées.
Le taux d'occupation très variable est gérée avec succès par des produits et des services dotés de technologies et de systèmes modernes, et qui permettent également d'améliorer considérablement la consommation d'énergie. Le tout sans faire de compromis sur le climat intérieur.
Mais comment intégrer un système climatique moderne dans un bâtiment centenaire?
Peu d'ajustements étaient autorisés à l'intérieur, ce qui constituait un véritable défi pour le passage de conduits ou de puits. Pour ne pas nuire à l'esthétique du bâtiment, une autre alternative aurait pu consister à faire passer les conduits à l'extérieur du bâtiment. Or, le bâtiment étant classé patrimoine historique, aucune modification ne pouvait être apportée à l'extérieur du bâtiment.
De plus, le climat intérieur de l'école exigeait des débits d'air relativement importants, ce qui rendait nécessaire l'utilisation de centrales de traitement d'air de grande taille. Les centrales de traitement d'air ne pouvaient pas être placées en toiture car cela aurait également impacté l'apparence du bâtiment. Les combles étaient difficilement envisageables en raison de l'inclinaison du plafond.
Swegon et les autres parties prenantes au projet ont dû faire preuve d'imagination...
Deux petites gaines et quatre petites centrales de traitement d'air
Swegon et ses partenaires ont évité soigneusement la magnifique cage d'escalier de l'école, en trouvant deux endroits pouvant accueillir des puits plus petits avec des gaines apparentes. Pour que l'installation se fonde dans le décor, le groupe de projet a décidé de peindre toutes les gaines dans une couleur personnalisée qui se fondrait dans la décoration intérieure.
Les combles étant les seuls espaces disponibles pour nos centrales de traitement d'air, il a été décidé de sélectionner deux plus petites unités Swegon, des GOLD RX (avec échangeur de chaleur rotatif), et de les faire fonctionner en binome, en desservant les mêmes gaines.
Efficacité énergétique grâce à la récupération de chaleur
Les unités de traitement de l'air sans récupération de chaleur apportent de l'air froid de l'extérieur et le réchauffent, parfois jusqu'à 40°C dans les pays nordiques et ce, afin de répondre aux exigences du climat intérieur. Dans le même temps, les mêmes unités, sans récupération d'énergie, extraient l'air chaud intérieur tel quel, gaspillant ainsi l'énergie thermique.
Les nouvelles centrales de traitement d'air Swegon GOLD RX de Katedralskolan devaient permettre de réaliser d'importantes économies d'énergie, en partie grâce à leur échangeur de chaleur rotatif, mais aussi grâce à l'efficacité nettement améliorée de ses ventilateurs.
Aujourd'hui, à l'automne 2022, nous avons mesuré une économie d'énergie impressionnante de 445 MWh par an. Cette économie provient principalement de la récupération de chaleur et de la réduction de la dépendance énergétique des ventilateurs, mais aussi de la réduction du flux d'air pendant les périodes où les salles de classe sont vides.
La ventilation est optimisée en permanence par le système climatique Swegon WISE, véritable chef d'orchestre de toute l'installation.
En savoir plus sur ce type d'échangeur
Le ventilateur est intégré à la centrale de traitement de l'air et est chargé d'acheminer l'air frais de l'unité vers la pièce. Les ventilateurs modernes sont plus efficaces grâce à l'amélioration des moteurs de ventilateur, mais aussi grâce au mode de fonctionnement actuel. Si l'on regarde dans le rétroviseur, historiquement, un ventilateur fonctionnait avec des réglages effectués vers le haut ou vers le bas. Aujourd'hui, ils opèrent en continu et peuvent augmenter ou diminuer leur fonctionnement de manière progressive et précise - ce qui fait une grande différence en termes de consommation d'énergie.
Swegon WISE pour un climat intérieur contrôlé à la demande
Swegon WISE est un système complet comprenant tous les produits nécessaires à un climat intérieur optimal. L'objectif principal de WISE est de régler le climat intérieur exactement au niveau requis. Il ne ventile, ne refroidit et ne chauffe ni trop - ce qui coûte de l'énergie - ni trop peu - ce qui nuit au confort - mais seulement ce qui est nécessaire.
Nous pouvons nous attendre à de formidables gains énergétiques si la ventilation, le chauffage et le refroidissement sont réglés à l'instant t, soit en en fonction du taux d'occupation réel, qui est extrêmement variable dans une école. Cependant, il ne s'agit pas que de régulation... Le système est doté de fonctions d'optimisation: ainsi, Wise ne se contente pas de réguler les flux d'air, il optimise en permanence la pression dans l'ensemble du système, augmentant et maximisant ainsi les gains énergétiques.
Notre suivi de Katedralskolan, effectué peu de temps après la mise en service de la nouvelle solution climatique, démontre que l'école est ventilée 20% de moins par rapport au système constant précédent. Ce qui, pour la partie traitement d'air, permet d'économiser 46 % de l'énergie des ventilateurs !
Une économie de 70% est remarquable, mais n'est pas si surprenante que ça !
Les économies d'énergie considérables réalisées par la nouvelle solution fournie sont expliquées ci-dessus. Dans l'ensemble, l'économie d'énergie annuelle totale mesurée à Katedralskolan est remarquable (70%), mais n'est pas si surprenante que ça. Nous n'avons pas encore mentionné les économies d'énergie réalisées grâce à la surveillance à distance et au service à distance auxquels Lejonfastigheter a eu accès avec cette solution moderne de climat intérieur.
Enfin, dernier point et non des moindres, le climat intérieur de Katedralskolan a fait des bonds en avant en termes de performance, ce qui crée un climat intérieur nettement meilleur et permet une bien meilleure productivité des étudiants.
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