Green Building Retrofit Case Study_v3
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Daikin Industries est leader mondial en développement et fabrication de produits avancés et de haute qualité dans le secteur de la climatisation, du chauffage, de la ventilation et réfrigération (CVCA-R), fournissant des solutions pour les applications résidentielles, commerciales et industrielles. Fondée au Japon en 1924, l'entreprise s'efforce de combiner expertise et expérience pour créer de nouvelles technologies innovantes en anticipant les exigences futures des clients et de la société. Daikin a évolué au cours des neuf dernières décennies jusqu'à employer 80 000 personnes et disposer de 100 bases de production avec une présence dans 150 pays du monde.
L'engagement de Daikin envers le marché local a été le principal moteur du transfert vers un nouveau bureau à l'intérieur de la zone franche de Jebel Ali en vue de consolider ses installations de fabrication, de vente et de formation, et de disposer d'un siège social pour la région Moyen-Orient et Afrique. Le bâtiment de Daikin avait besoin d'une rénovation complète pour répondre à ses normes de durabilité et pour y intégrer ses technologies de climatisation réputées dans le monde entier pour leur haute efficacité énergétique et leur faible impact environnemental.
Daikin s’est transférée dans son nouveau siège social en Juillet 2019. Le bâtiment se trouve dans la zone franche de Jebel Ali à Dubaï, aux Émirats Arabes Unis. Le bâtiment occupe une surface de 5000 m2, accueillant une usine d'unités de traitement de l'air de 3500 m2, deux étages de bureaux pour ses fonctions régionales et une académie de formation ultramoderne.
Stratégie de développement durable
L'approche de Daikin en matière de rénovation des bâtiments est conforme à son objectif de réaliser sa Vision Environnementale 2050, à savoir atteindre l'objectif de zéro émission nette de gaz à effet de serre d'ici 2050. Les solutions de rénovation se sont concentrées sur la réalisation des fonctions qui seront exécutées dans le bâtiment, en accordant une attention particulière au confort des utilisateurs, à l'impact environnemental du bâtiment et à la conformité aux réglementations et stratégies nationales et mondiales en matière d'économie d'énergie.
Ces objectifs ont été atteints en se concentrant sur les domaines suivants :
- Équipement de climatisation écoénergétique
- Haut niveau de qualité de l’air intérieur
- Systèmes de gestion de l'énergie
- Éclairage et commandes efficaces
- Solutions écologiques innovantes
Systèmes de climatisation
Il est communément reconnu que les systèmes qui consomment le plus d'énergie dans un bâtiment sont les systèmes de climatisation, spécialement lorsqu'ils fonctionnent dans des conditions de températures élevées. Daikin a choisi des systèmes conçus et fabriqués en interne pour obtenir le meilleur rendement à charge partielle tout au long de l'année, en accordant une attention particulière aux performances dans des conditions de températures ambiantes élevées et à la conformité aux réglementations de l'ESMA en matière d'efficacité énergétique.
Pour les bureaux open space et les salles de réunion, Daikin a choisi un système VRV Multi-split, avec une puissance frigorifique totale de 341 kW. Un total de 13 modules d'unités extérieures sont connectées à 54 différentes unités intérieures dans le bureau open space et les salles de réunion. Tout en réalisant un haut niveau de contrôle de température dans les différentes zones, ce système est en mesure de régler sa consommation d’énergie de manière à permettre les plus hauts niveaux d’efficacité énergétique à charge partielle. Tous les thermostats sont réglés à 25oC et disposent d’une fonction intégrée limitant le set point à 20oC minimum conformément aux lignes directrices ESMA.
Dans l'usine et le centre de formation, le système de rafraîchissement doit couvrir la charge thermique de la zone respective. Un groupe d'eau glacée Inverter à refroidissement par air est installé et connecté à l’unité de traitement de l'air et aux ventilo-convecteurs à eau situées dans de nombreux endroits du rez-de-chaussée. La zone de l'usine est maintenue à 27°C lorsque la température extérieure dépasse 33°C. Lorsque la température ambiante tombe au-dessous de 33°C, le système de rafraîchissement n'est pas utilisé, seulement le système de ventilation fonctionne. Le groupe d'eau glacée Inverter AC règle sa consommation énergétique en fonction de la charge calorifique du bâtiment ainsi que de la température ambiante extérieure.
Dans les pièces individuelles, les exigences de rafraîchissement pourraient être indépendantes des zones bureaux et usine. Pour cette raison, Daikin a choisi un système split Inverter à montage mural et autonome, utilisant la technologie Inverter et des réfrigérants à faible potentiel de réchauffement planétaire (PRP) afin d'obtenir un niveau inférieur d’émissions de gaz à effet de serre tout en assurant un haut niveau de confort.
Systèmes de gestion de l'énergie
L'efficacité énergétique des systèmes de climatisation est optimisée par un contrôleur de groupe appelé Intelligent Touch Manager qui permet de limiter les set point de température et programmer le fonctionnement en fonction de l'occupation du bâtiment afin d'éviter le gaspillage d'énergie.
En général, tous les thermostats sont réglés à 25°C. La consommation d'énergie est présentée dans un graphique, qui affiche les données prévues et réelles. La fonction Energy Navigator permet de détecter les gaspillages d'énergie, en indiquant les unités fonctionnant hors des limites de la période d’utilisation ou ayant des set point trop élevés ou trop bas.
En outre, les données de consommation d'énergie sont enregistrées au cas où une analyse plus approfondie serait nécessaire. Il convient également de mentionner que tous les paramètres de fonctionnement du système et les alarmes de dysfonctionnement dans les systèmes de gestion du bâtiment (BMS) sont accessibles à distance via le Cloud VRV de Daikin et les programmes de surveillance sur site de Daikin.
Éclairage et commandes efficaces
L’éclairage intérieur à LED haute efficacité est contrôlé par un interrupteur local, un capteur ou via le BMS. Dans les zones proches des espaces extérieurs vitrés du bâtiment, des dispositifs de captage de la lumière du jour sont mis en place. Les lumières inutiles sont éteintes pendant les heures de non-activité pour économiser l'énergie. Les lumières des bureaux ouverts sont principalement commandées par une minuterie hebdomadaire basée sur les heures de bureau. Après les heures de bureau, ces lumières sont commandées par détection de présence. En cas d'absence de mouvement pendant plus de 20 minutes, les lumières de la zone couverte s'éteignent automatiquement. Il en va de même pour les salles de réunion, qui sont équipées d'interrupteurs intelligents à détection de présence. En entrant dans la pièce, la personne peut allumer la lumière à l’aide de l'interrupteur intelligent.
Solutions écologiques innovantes pour bâtiments
La consommation d'eau est minimisée par l’utilisation de l'eau de condensation générée dans les unités intérieures, qui est canalisée vers un réservoir d’irrigation des plantes situées tout autour de l’usine. Environ 45 gallons d’eau de condensation sont utilisés par jour pour irriguer les fermes des employés de l’entreprise par le biais de tubes d'irrigation goutte à goutte.
Sous l'impulsion du président de Daikin, une ferme biologique a vu le jour et des cultures saisonnières ainsi que des plantes, notamment tomates, roses, tournesols et des plantes permanentes (le baobab par exemple) y sont cultivées et exploitées.
Pour réduire les déchets, les emballages en bois provenant des livraisons sont utilisés pour la production de chaises et de tables destinées au jardin des employés, ainsi que de pots en bois pour plantes vertes.
Les déchets de papier des bureaux sont régulièrement collectés par une entreprise de recyclage. À ce jour, 1624 kg de papier ont été recyclés, ce qui équivaut à sauver 27 arbres ou à économiser 11 368 gallons d'eau.
Les matériaux de rebut de l’usine sont correctement triés. Les déchets métalliques sont régulièrement collectés par une entreprise de recyclage. Plus de 3 tonnes de déchets métalliques ont été recyclés cette année. Les déchets dangereux, ne représentant pas plus de 0,001 % du total des déchets, sont collectés par une entreprise spécialisée agrée.
- L'entrepôt de l'usine emploie deux chariots élévateurs permanents entièrement électriques pour éviter toute émission de carbone due à la combustion de carburant.
Afin de réduire les émissions et d'encourager l'utilisation des transports publics, un transport collectif de bureau a été mis en place avec des horaires prédéfinis et réguliers depuis et vers la station de métro la plus proche, afin d'encourager les employés à utiliser le transport public.
Le parking est ombragé et équipé d'un éclairage solaire qui fonctionne automatiquement en cas de faible luminosité.
Qualité de l'air intérieur
L’augmentation des conceptions de bâtiments écoénergétiques entraîne une augmentation de la demande en matière de systèmes de ventilation appropriés. Les constructions éco-énergétiques ont besoin d’une meilleure isolation pour réduire les déperditions de chaleur et de froid. Ceci signifie que l’air reste plus longtemps à l’intérieur des bâtiments et devient vicié. L’air vicié accroît également le risque d’allergies, d’odeurs résiduelles, de condensation, de moisissures, etc., à l’intérieur du bâtiment.
Les unités de traitement de l'air frais (FAHU) installées dans le bâtiment et fabriquées sur le même site sont conçues selon les directives de ventilation de l'ASHRAE pour faire entrer l’air frais, le filtrer pour éliminer les particules volatiles et le refroidir sur un serpentin d'eau glacée provenant des groupes d'eau glacée Inverter refroidis par air. L'air frais est diffusé dans les différentes zones de travail du bâtiment. L'unité FAHU assure un renouvellement d'air plus fréquent et en quantité suffisante toutes les heures comme contre-mesure COVID-19 visant à augmenter le taux de ventilation du bâtiment.
L'air circule dans un séparateur de sable pour réduire le niveau de poussière PM 2,5 avant de passer par des filtres MERV8 à haute efficacité. Le séparateur de sable prolonge la vie du filtre et l’aide à conserver son efficacité. Deux capteurs de CO2 sont également placés dans le conduit de reprise d'air. Ces capteurs déclenchent une hausse de vitesse du ventilateur lorsque le niveau de CO2 dépasse la valeur préfixée. En plus, une double roue thermique de récupération d'énergie est ajoutée à l’unité de traitement de l'air pour la récupération de l'air froid provenant de l'air repris dans le bâtiment, ce qui assure une économie d’énergie en temps normal. L’équipement de ventilation emploie des moteurs de ventilateur haute efficacité assurant de faibles niveaux sonores, une perte de puissance réduite, une longévité accrue et une vitesse variable par rapport aux ventilateurs traditionnels.
La situation COVID-19 a imposé certaines modifications du système de ventilation, notamment :
• Augmentation de 20% du taux de renouvellement de l'air
• Fonctionnement permanent du système FAHU
• Mise à niveau des filtres MERV 11 pour le système FAHU
• Désactivation de la roue thermique de récupération d’énergie pour arrêter la circulation d'air repris
• Désactivation de la demande de ventilation utilisant de l’énergie à émission de CO2 puisque l’apport est de 100 % d’air neuf
Les prochaines étapes vers la rénovation
La rénovation écologique des bâtiments est un processus continu de vérification, de mesures et de participation de tous les occupants du bâtiment visant à réduire ultérieurement la consommation d'énergie du bâtiment, ses émissions de carbone et, au final, son impact négatif sur l'environnement. Actuellement, le bâtiment Daikin consomme en moyenne 78 000 kWh par mois, ce qui donne en faisant une projection sur une base annuelle une consommation d'énergie de 178 kWh/m2/an. Daikin recherche en permanence des possibilités de réduire la consommation d'énergie du bâtiment et, comme un an sera bientôt passé depuis la rénovation de son bâtiment, Daikin a l'intention, grâce au suivi de ses factures d'énergie, de prendre cette première année comme référence pour les comparaisons futures. Daikin vise une réduction de 10 % de la consommation d'énergie pour l'année suivante.
Sa prochaine ambition, actuellement à l'étude, est de générer de l'énergie électrique solaire en installant des panneaux photovoltaïques sur le toit du bâtiment. L'objectif est de réduire davantage l'empreinte carbone du bâtiment en utilisant l'énergie renouvelable comme principale source d'alimentation électrique, et renvoyant également au réseau tout excédent d'énergie solaire générée.
Résumé et points essentiels à retenir
Conformément à la stratégie de Dubaï en matière d'énergie propre pour 2050, la communauté des entreprises de Dubaï a l’intention de s’orienter vers des bâtiments verts permettant de réduire la consommation d'énergie, d’utiliser des sources d'énergie renouvelables et des matériaux de construction durables tout en garantissant le bien-être de ses occupants. Cette publication présente les meilleures pratiques de cinq organisations établies à Dubaï.
Les études de cas soulignent la nécessité d'utiliser des matériaux de construction durables et d'améliorer la qualité de l'air intérieur pour les occupants. En outre, les études de cas présentent des méthodes innovantes mises en œuvre avec succès lors de la rénovation de bâtiments en vue d'améliorer divers domaines tels que la gestion des déchets, l'aménagement paysager et l'agriculture durables, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, le système général de gestion des bâtiments (BMS) et les certifications des bâtiments verts.