Mesures de l'air intérieur : contrôler le système de bâtiments

Les bâtiments doivent gagner en intelligence pour économiser l'énergie et garder les occupants heureux et en bonne santé. Pour obtenir des résultats durables, le contrôle du système de bâtiments doit être basé sur des mesures de l'air intérieur fiables. Vaisala, spécialiste mondial des produits et services de mesure environnementale et industrielle, propose quelques pistes.

La croissance démographique, l'urbanisation et le changement climatique rendent l'efficacité énergétique nécessaire pour freiner la demande croissante d'électricité. Les bâtiments, commerciaux et résidentiels, comptent parmi les plus gros consommateurs d'énergie. Selon l'Agence américaine d'information sur l'énergie, ils représentaient environ 40 % de la consommation totale d'énergie aux États-Unis en 2015, ce qui en fait une cible évidente pour des économies d'énergie potentielles. Les individus sont également de plus en plus conscients de l'environnement et de leur impact sur celui-ci. De nombreux citoyens souhaitent optimiser leur consommation d'énergie pour protéger l'environnement, mais leurs attentes augmentent également en ce qui concerne la qualité de leur environnement de vie et de travail. Pour répondre à ces deux exigences, les bâtiments deviennent plus intelligents.

Qu'est-ce qu'un bâtiment intelligent ? Les définitions varient, mais il existe un consensus sur le fait que dans un bâtiment intelligent, différents systèmes fournissant le chauffage, la ventilation, la climatisation, l'éclairage et le contrôle d'accès sont connectés les uns aux autres et forment un système intégré. L'objectif consiste à optimiser les conditions à l'intérieur d'un bâtiment et d'assurer confort et sécurité à ses utilisateurs ou résidents, en maintenant une qualité de l'air intérieur élevée.

L'optimisation permet également de maintenir la consommation énergétique du bâtiment au minimum, ce qui réduit l'empreinte environnementale du bâtiment. McGraw Hill Construction a publié un rapport SmartMarket indiquant que les bâtiments intelligents consomment 20 à 40 % d'énergie en moins et réduisent les dépenses d'exploitation de 8 à 9 % avec des valorisations 7,5 % supérieures à celles des bâtiments dotés de systèmes traditionnels. Dans l'ensemble, les bâtiments intelligents peuvent offrir une variété d'avantages à leurs propriétaires, à leurs occupants, ainsi qu'à la société et à l'environnement dans son ensemble.

Optimisation à long terme

L'optimisation des conditions intérieures nécessite des systèmes de contrôle intégrés, qui ne peuvent fonctionner correctement et à leur plein potentiel que lorsque leurs opérations sont basées sur des mesures précises et fiables. Même les algorithmes et systèmes de contrôle les plus sophistiqués ne sont d'aucune utilité si leur fonctionnement est basé sur des données inexactes. Des mesures erronées conduisent à une automatisation insuffisante des bâtiments, ce qui peut ensuite entraîner des problèmes de qualité de l'air intérieur et un gaspillage d'énergie.

La stabilité des capteurs utilisés pour mesurer les conditions intérieures est encore plus importante. Les instruments utilisés dans l'automatisation des bâtiments sont souvent laissés à eux-mêmes pendant des années et doivent donc être capables de produire des résultats cohérents et fiables année après année.

Cependant, les utilisateurs finaux et les propriétaires n'ont généralement pas d'autre choix que de s'appuyer sur les instruments de mesure sélectionnés par les constructeurs et les intégrateurs de systèmes. Dans le monde actuel axé sur les coûts, les instruments sont souvent choisis simplement en fonction de leur prix et utilisés pendant des années, voire des décennies.

Même si cela permet de minimiser les coûts initiaux, à long terme, il peut être difficile de contenir les coûts de maintenance. De plus, cette approche est moins susceptible de se prêter à tous les avantages qui accompagnent les bâtiments intelligents, tels que les économies d'énergie et un environnement confortable et sain pour les utilisateurs du bâtiment. C'est pourquoi une attention particulière doit être accordée à la conception des bâtiments intelligents et à la sélection des instruments qui servent les intérêts des propriétaires et des utilisateurs du bâtiment à long terme. Ces considérations entrent en jeu, par exemple, dans les zones où les murs doivent rester intacts ou là où il y a des obstacles au passage des câbles. Dans cette situation, une solution sans fil longue portée est nécessaire pour pouvoir installer les instruments de mesure sans perturber les structures du bâtiment.

Prise en compte de l'extérieur

À l'avenir, les bâtiments pourront devenir encore plus intelligents en incluant des données extérieures – sur la météo et la qualité de l'air – dans l'équation. À l'heure actuelle, les bâtiments les plus avancés disposent de leurs propres stations météorologiques, qui fournissent des informations permettant d'optimiser l'admission et le traitement de l'air – en le chauffant, en le refroidissant, en le séchant ou en l'humidifiant.

Les bâtiments intelligents du futur auront probablement également accès à d'autres données météorologiques, car les informations météorologiques peuvent même être utilisées pour modifier à l'avance les paramètres d'automatisation des bâtiments. Par exemple, si un système sait que le soleil commencera à briller dans une heure, il peut diminuer le chauffage de manière proactive, en tenant compte de l'effet de réchauffement du soleil.

La météo a également un impact sur un autre facteur qui devient de plus en plus important : la qualité de l'air. Les gaz polluants, comme le monoxyde de carbone, les oxydes d'azote, le dioxyde de soufre, le sulfure d'hydrogène et l'ozone, ainsi que les particules sont très préoccupants, car ils ont de graves effets négatifs sur la santé.

Par exemple, la pollution particulaire doit être filtrée depuis l'air extérieur lorsqu'elle pénètre dans un bâtiment. Lorsque la teneur en particules est élevée, il faut faire entrer le moins d'air possible. Les mesures du dioxyde de carbone indiquent la quantité exacte d'air frais qui est requise. En utilisant une combinaison de mesures extérieures et intérieures, les bâtiments peuvent devenir plus intelligents et fonctionner de manière autonome pour optimiser le confort et l'énergie au plus haut niveau.

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Publié dans BUILDING SERVICES & ENVIRONMENTAL ENGINEER en février 2017/ www.bsee.co.uk