La conception intégrée, une façon de maximiser la valeur de l'investissement - Roland Charneux, Ing., Felow ASHRAE, LEED AP
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La conception intégrée, une façon de maximiser la
valeur de l’investissement
Roland Charneux, Ing., Felow ASHRAE, LEED® AP
BD+C
V-P Exécutif
www.pageaumorel.com
21 Mars 2017
Remerciements
Hugh Cochlin, architecte
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13
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Le Panthéon de Rome
www.pageaumorel.com 16Le Panthéon de Rome
www.pageaumorel.com 17Le Panthéon de Rome
www.pageaumorel.com 18Réflexion
BUYING QUALITY PRODUCTS
IS LIKE BUYING OATS
If you want nice, clean, fresh oats, you must pay a
fair price. However, if you can be satisfied with
oats that have already been through the
horse…
Well…That Comes a Little Cheaper
www.pageaumorel.com 19Plan de la présentation
Pourquoi le processus de conception intégrée ?
Définition du PCI et du processus
Exemple, Mountain Equipment Coop, Vancouver
Autres caractéristiques
Conclusions
www.pageaumorel.com 20Réflexion
Considérer le coût ou la valeur?
Considérer le long terme ou le court terme ?
Achetons-nous toujours la voiture la moins
dispendieuse?
Mangeons-nous toujours la nourriture la moins
chère?
www.pageaumorel.com 21Réflexion
Chaque décision représente un compromis et cette
décision est prise en considérant des valeurs
Quelles sont ces valeurs ?
www.pageaumorel.com 22Impact du bâtiments vs transport
www.pageaumorel.com 23Pourquoi
Automobile : +/- 10 ans
Les bâtiments : 40, 60, 100 ans!!!
On se doit donc de concevoir des bâtiments efficaces!
www.pageaumorel.com 24C’est la faute aux ingénieurs
Ils aiment les défis
Ils ont toujours réussi à solutionner les problèmes
posés par les Architectes
Ils aiment solutionner les problèmes complexes
www.pageaumorel.com 25Il y a toujours une solution"
Il y a toujours une solution
www.pageaumorel.com 27Il y a toujours une solution
www.pageaumorel.com 28L’Union Internationale des Architectes
www.pageaumorel.com 29L’objectif 2030 www.pageaumorel.com 30
Pourquoi la conception intégrée (PCI)
Une des problématique historique :
• Architectes impliqués en premier; Recueillent les
besoins du client et réalisent un concept
architectural
• Ensuite, les autres professionnels sont impliqués et
trouvent leurs solutions de façon séquentielle
• Conception « chacun de son côté »
• Coordination superficielle seulement
• ex.: salles et puits de mécanique
• ex.: grosseurs des colonnes
www.pageaumorel.com 31Pourquoi le PCI
L’approche séquentielle ne fonctionne pas
L’addition de technologies ne solutionne pas la
problématique.
Le comportement humain a une très grande
influence
Besoin d’édifices à haute performance
www.pageaumorel.com 32Pourquoi le PCI
Le confort des occupants devient primordial
• LEED
• WELL Building standard
• Tendance à la densification des espaces, nécessite
des espaces de haute qualité
• Les propriétaires veulent des employés
performants en leur offrant un cadre de travail
optimisé
www.pageaumorel.com 33Effet des décisions sur le
cycle de vie
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Extrait du guide 34
de conception intégrée du CÉRACQRépartition des coûts de projet
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Extrait du guide 35
de conception intégrée du CÉRACQÉvolution du prix de la molécule
www.pageaumorel.com 36Historique
.
de conception intégrée du CÉRACQ37
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Extrait du guidePlan de la présentation
Pourquoi le processus de conception intégrée ?
Définition du PCI et du processus
Exemple, Mountain Equipment Coop, Vancouver
Autres caractéristiques
Conclusions
www.pageaumorel.com 38Le processus
Une équipe multidisciplinaire à l’esprit ouvert
• Client, Ing, Arch, Entrepreneurs, Spécialistes,
estimateurs, etc..
Des objectifs clairs
Un processus de décision bien défini
Un travail multidisciplinaire
Un spécialiste en simulation énergétique
Des conseillers spécifiques
(Éclairage naturel,énergie renouvelable,.…)
Un “facilitateur”
Des charettes de conception
www.pageaumorel.com 39Le processus
Un processus basé sur le cycle de vie
Qui démarre au jour 1
Un processus de collaboration qui considère
• La conception
• La construction
• L’opération
• L’occupation
• Les impacts environnementaux
www.pageaumorel.com 40Processus de Conception Intégrée
Nécessite une équipe multidisciplinaire pouvant
résoudre tous les problèmes de conception
Solutionne différentes thématiques:
• Énergie, eau, matériaux, l’habitat humain et
naturel.
Découlant sur des solutions intégrées et optimales
Établir les critères de valeur qui seront utilisés
pour évaluer les options
Le processus de décision doit être clair et accepté
par tous
www.pageaumorel.com 41Exemples d’objectifs
Utiliser le processus de conception intégrée
Réduction de 50% de la consommation d’énergie
Réduction de la consommation d’eau
Pas de produits affectant la couche d’ozone
Matériaux à faible COV
Qualité d’air supérieure
Réduire les rejets à l’enfouissement
Matériaux recyclés
Certification LEED, etc..
Le budget quant à lui est une donnée et non une
variable
www.pageaumorel.com 42Un réel travail d’équipe
www.pageaumorel.com 43Charrettes de conception
www.pageaumorel.com 44Étapes du PCI
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Extrait du guide 45
de conception intégrée du CÉRACQPlan de la présentation
Pourquoi le processus de conception intégrée ?
Définition du PCI et du processus
Exemple, Mountain Equipment Coop, Vancouver
Autres caractéristiques
Conclusions
www.pageaumorel.com 46Vancouvert ou Vancouverre
www.pageaumorel.com 47Données climatiques générales
Montréal Vancouver
Degrés-jours 4506 2670
Chauffage (8111) (4807)
Degrés-jours 220 69
Climatisation (397) (124)
Temp. Extérieure -23,8 -3,0
Chauffage (-10,9) (26,5)
Temp. Extérieure 30,1 25,9
Climatisation (86,2) (78,6)
Ensoleillement 1811 1784
www.pageaumorel.com 48Le bâtiment
10 000 mètres carrés
Espace principalement pour bureaux
Construction en bois
3 et 4 étages avec toit terrasse
www.pageaumorel.com 49Les objectifs du projet
Le confort des occupants
• La qualité de l’air intérieur
• thermique
• Visuel
• Acoustique
L’efficacité énergétique
www.pageaumorel.com 50L’approche conceptuelle
On analyse le bâtiment tel une boite de laquelle
• L’énergie entre et sort
• Sur une base horaire, journalière, mensuelle et
annuelle
Réduire les besoins en électricité
• Réduire les besoins d'éclairage
• Réduire la force motrice (ventilation, pompes, etc.)
www.pageaumorel.com 51L’approche conceptuelle
Utiliser des méthodes passives
• Éclairage naturel
• Chauffage
• Ventilation
• Refroidissement
Récupérer les pertes d'énergie
• De l’éclairage
• Des occupants
• De l’éclairage naturel
www.pageaumorel.com 52L’approche conceptuelle
Utiliser des équipements à haute efficacité
• Éclairage
• Moteurs
Accumuler les surplus
• D'une période pour une autre
Finalement
• Utiliser une méthode à haute efficacité pour
combler les besoins manquants
www.pageaumorel.com 53L’éclairage naturel
www.pageaumorel.com 54Maximiser l’éclairage naturel
www.pageaumorel.com 55Le confort thermique
% de la contribution à la
Paramètre de confort Procédé perception du confort
Température de l’air Conduction 6%
Temperature des surfaces Radiation 50%
Mouvement de l’air Convection 26%
Humidité de l’air Évaporation 18%
www.pageaumorel.com 56L’éclairage naturel
www.pageaumorel.com 57Impact de l’éclairage naturel
www.pageaumorel.com 5853% plus de périmètre
www.pageaumorel.com 59Comment compenser
Pour un bâtiment traditionnel carré,
• 40% de verre
• Le U*A aurait été de 4 379
Dans notre cas,
• 47% de verre
• 53% plus d’enveloppe
• Le U*A était de 7 162, donc 63% plus de pertes
Comment corriger la situation ?
• En améliorant la résistance thermique des
éléments
www.pageaumorel.com 60Grand consommateur: Le chauffage
www.pageaumorel.com 61Murs, Panneaux SIP
www.pageaumorel.com 62Résistance thermique des murs
CMNEB ASHRAE ASHRAE CNEB MEC
1997 2007 2013 2011
Mur 2,90 2,0 2,0 3,17 8,8
(16,5) (11,4) (11,4) (18) (50)
www.pageaumorel.com 63Structure à l’intérieur de l’enveloppe
www.pageaumorel.com 64Fenêtres ouvrantes
www.pageaumorel.com 65Verre triple www.pageaumorel.com 66
Cadres en fibre de verre
www.pageaumorel.com 67Analyses des types de verre
MANUFACTURER 1) Structural Frame 2) Glazing 3) U-value for entire 4) Shading coefficient 5) VISIBLE LIGHT (current 6) Capped or Capp-less 7) Compatibility with 9) Budget Cost
Description/Product, System/Product, any system (including (current target 0.35 or target 50% or more) (SSG) exterior mullion external sunshade
any size limits size limits mullions), imperial less) availability systems, additional
engineering, etc.
UNILUX - GERMANY FINELINE - WOOD TRIPLE PANE - LOW E 2 + U-0.16 (R6.25) AVAILABLE AVAILABLE AVAILABLE yes $135 TO 160 / SQFT-
ALUMN CAP - UP TO 24'- 5 ARGON AWAITING MORE INFO
0"h
OPTIWIN-RIACO - THERM H-V glass TRIPLE PANE ARGON to U-0.135 (R 7.4) WITH 35% TO 50% 70% TO 50% SSG Sunshade system could $125 to 145 / SQ FT
AUSTRIA attachment system c/w be confirmed. Max glass R=15 IGU easily be mounted to our AWAITING MORE
wood back surface for tempering is curtain wall. DETAILS
7'-0" x 12'-0"
S-I Steel Back U-0.14 (7.14) 35% TO 50% 70% TO 50% SSG AWAITING REPLY
A-I U-0.169 (R5.9) 35% TO 50% 70% TO 50% SSG AWAITING REPLY
SOLAR FAÇADE - WOOD TRIPLE PANE ARGON U-0.12 -0.15 (R-8 TO 35% TO 50% 70% TO 50% SSG AWAITING REPLY $60 / SQFT FOR SMALL
ALUMN CAP R6.6) BOXFRAME-AWAITING
INFO on CURTAIN WALL
PHOENIX COLUMBIA 600 D 6mm Cardinal 272 Low E U-0.135 (R 7.4) 0,33 53% 4 WAY SSG ($85/SQFT+/- Engineering is as Budget the cost $80-
GLASS/COLUMBIA THERMAL STRUT (#2) 3/8” space PRELIMINARY ) 2 WAY SSG ($90) required. Sunshades by 90/sqft. for curtain wall
ALUMIN ALUMIN CURTAINWALL (10%air/90%krypton) CAPPED ($80) Sun Controls can be glazing. Budget the
(5.5" L1/4" L2,3,4,)Heat Mirror SC75 (#4) incorporated or a similar sunshades at $175-
3/8” space design. We custom 200/ft.
(10%air/90%krypton) extrude and manufacture
6mm clear – 1 1/8” for any requirement.
overall IGU
ENVISION-CHINA ALUMIN CURTAIN WALL HP4 - NO ARGON U-0.16 (R6.25) SYSTEM 0,57 SSG 4 SIDES WITH ENGINEERING REQUIRED $100 / sqft AWAIT TAKE-
OPERABLE VENTS OFF
TRIPLE R5 +/- SSG 4
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Y
68
$75 / sqft W SUNSHADES
AWAIT TAKE-OFFRésistance thermique des fenêtres
CMNEB ASHRAE ASHRAE CNEB MEC
1997 2007 2013 2011
Fenêtres 0,3125 0,35 0,35 0,42 0,65
(1,77) (2,0) (2,0) (2,4) (3,7)
www.pageaumorel.com 69Économies reliées au verre triple
Pompes à chaleur, 24 tonnes: 60 000$
7 puits géothermiques: 70 000$
150 mètres carrés de panneaux radiants: 48 000$
Total: 178 000$ pour 2 100 mètres-carrés de
fenêtres, soit un coût unitaire équivalent de 85$
Coût additionnel: 86$ par mètre-carré de fenêtres
De plus, économies d’opération annuels de 7,100$
www.pageaumorel.com 70Toiture www.pageaumorel.com 71
Résistance thermique du toit
CMNEB ASHRAE ASHRAE CNEB MEC
1997 2007 2013 2011
Toit 4,30 3,52 5,30 4,40 12,32
(24,4) (20) (30) (25) (70)
www.pageaumorel.com 72Plan de la présentation
Pourquoi le processus de conception intégrée ?
Définition du PCI et du processus
Exemple, Mountain Equipment Coop, Vancouver
Autres caractéristiques
Conclusions
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Comparaison avec Montréal
Vancouver Vancouver Vancouver Vancouver Vancouver Montréal
CMNEB ASHRAE ASHRAE CNEB MEC ASHRAE
1997 2007 2013 2011 2007
Toit 4,30 3,52 5,30 4,40 12,32 3.66
(24,4) (20) (30) (25) (70) (20.8)
Mur 2,90 2,0 2,0 3,17 8,8 2.74
(16,5) (11,4) (11,4) (18) (50) (15.6)
Fenêtres 0,3125 0,35 0,35 0,42 0,65 0.361
(1,77) (2,0) (2,0) (2,4) (3,7) (2.05)
www.pageaumorel.com 81www.pageaumorel.com 82
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Plan de la présentation
Pourquoi ?
Vancouver, son climat
Le projet, la démarche
L’enveloppe: Murs, Verre, Toit
Autres caractéristiques
Conclusions
www.pageaumorel.com 87Possible prochaine règlementation
www.pageaumorel.com 88À considérer
Superficie des enveloppes tend à augmenter
Réduction des charges internes, Écl., ordis,
Étiquetage des édifices
Valeur future des bâtiments que l’on conçoit
• Valeur actuelle d’un bâtiment avec verre simple ?
Les bâtiments sont là pour longtemps
www.pageaumorel.com 89Autres exemples
Pavillon Lassonde, choix d'installer une citerne
pour récupération de l'eau de pluie en échange
d'escaliers mobiles descendants.
Utilisation du béton pour ses avantages en
chauffage et refroidissement radiant versus
l’acier qui est plus facile à déconstruire.
Orientation du bâtiment pour tirer avantage des
vents dominants en ventilation naturelle.
www.pageaumorel.com 90Verre triple à Vancouver
Première tour à bureau LEED Platine avec mur
rideau en verre triple (Exchange office tower)
400,000 pi-ca
200 MM$
www.pageaumorel.com 91Conclusions
Besoin des coûts afin d’améliorer le processus
décisionnel
Les quantités ne sont pas établies à l’étape du
PCI
Besoin de coûts unitaires
Besoin de coûts proportionnels basé sur
l’expérience
Les économistes et estimateurs sont essentiel
dans le PCI
www.pageaumorel.com 92Questions
rcharneux@pageaumorel.com
www.pageaumorel.com
http://ceracq.ca/guide-de-
conception-integree/
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