Le processus de rénovation pour une maison écoénergétique en 12 étapes
La construction, la conception et la rénovation d’une maison écoénergétique et abordable c’est le summum de l’efficacité énergétique. Cela implique 12 étapes intégrées qui utilisent des matériaux et des équipements de construction couramment disponibles ainsi que des stratégies de construction faciles à apprendre.
Les phases de rénovation pour une maison écoénergétique
Les maisons rentables à énergie nette zéro commencent par une conception intelligente. Les concepteurs et les architectes, ainsi que les constructeurs et les acheteurs de maison, doivent être familiarisés avec toutes les étapes d’efficacité énergétique impliquées dans la construction d’une maison à net zéro.
1. Commencez avec une conception intelligente
La maison doit être conçue de manière à ce que les constructeurs et sous-traitants puissent mettre en œuvre ces étapes de la manière la plus rentable possible.
Il existe plusieurs paramètres de conception auxquels les constructeurs devraient demander aux concepteurs d’accorder une attention particulière. Une communication détaillée entre le constructeur et le concepteur garantira que ces détails critiques ne tombent pas entre les mailles du filet.
Nombreux sont les avantages de la construction ou la rénovation écoénergétique d’une habitation. Les deux premiers sont évidemment: Avoir une maison écologique et économique en matière de consommation énergétique.
Dans cet article nous allons parcourir le processus de rénovation d’une habitation écoénergétique en mettant l’accent sur le côté écologique, à savoir: les matières premières, les techniques de construction, le système de chauffage et de refroidissement, etc… Pour en savoir plus sur les maisons économiques en matière de consommation d’énergie nous vous invitons à lire l’article suivant: A quoi sert une rénovation énergétique ?
Sélection du site
Le site idéal pour une maison zéro énergie aurait les éléments suivants:
- Un soleil dégagé
- Une topographie plate
- Une faible exposition aux intempéries.
L’accès solaire est particulièrement important. Un entrepreneur en énergie solaire peut effectuer une analyse du site pour s’assurer qu’une lumière solaire suffisante est disponible sur les surfaces des murs ou du toit. Il peut ensuite suggérer l’orientation et la taille optimales des surfaces solaires.
Comme c’est souvent le cas, un site peut avoir un accès solaire moins que parfait.
Même avec un accès solaire moins qu’optimal, vous pouvez toujours utiliser toutes les stratégies décrites ici pour rendre la maison aussi proche que possible du zéro net.
Orientation du bâtiment
Orientez le bâtiment pour tirer le meilleur parti des angles de soleil saisonniers. Ainsi que pour le chauffage et le refroidissement passifs et une production d’énergie solaire maximale.
En fonction du climat, cela pourrait impliquer de maximiser le gain de chaleur solaire passive dans les climats froids ou d’ombrage naturel dans les climats chauds.
Pour les panneaux solaires, une orientation directe du toit vers le sud est préférable.
Climat
Considérez comment le climat local affecte la conception. Une taille ne convient PAS à tous les climats.
- Les niveaux d’isolation
- L’étanchéité à l’air
- Les stratégies de contrôle de l’humidité
- Les possibilités d’éclairage naturel
Ainsi que de nombreux autres éléments de conception doivent refléter les zones climatiques et les conditions locales.
Façonner
Pendant la phase de conception, envisagez d’utiliser plus de formes plus simples, plutôt que de nombreuses formes plus petites avec beaucoup de complexité architecturale. Des masses de construction plus simples seront plus faciles et moins coûteuses à construire, à sceller à l’air et à isoler sur le terrain.
Taille
Pensez aux petits espaces et concevez des espaces pour les usages de l’acheteur plutôt que pour la valeur de revente.
Avec une planification minutieuse, la réduction de la taille de la maison permettra d’économiser de l’énergie. Ainsi que de payer toutes les améliorations énergétiques nécessaires pour que la maison atteigne zéro énergie nette.
Limite thermique
Définissez clairement la limite thermique sur les plans de conception. Cela signifie décider de ce qui est à l’intérieur et de ce qui est à l’extérieur de l’espace conditionné.
Par exemple: les greniers ventilés et les vides sanitaires sont à l’extérieur de l’espace conditionné. Si un système de chauffage et de refroidissement canalisé est sélectionné, il est particulièrement important de laisser de l’espace à l’intérieur de l’enveloppe conditionnée pour contenir tous les éléments du système.
Plafonds
N’utilisez qu’un seul type de plafond dans toute la maison: plat ou cathédrale. Chaque fois que la hauteur du plafond change, il y aura un mur séparant la pièce avec le haut plafond d’un espace non chauffé, généralement un grenier.
Le niveau d’isolation de ce mur doit être égal aux autres murs extérieurs. Il devra être recouvert d’un matériau rigide pour enfermer l’isolant. S’il y a plus d’une hauteur de plafond, développez des détails clairs pour l’étanchéité à l’air, l’isolation et le support rigide.
Surplombs de toit
Concevez une stratégie de protection solaire qui permet au soleil de chauffer le bâtiment en cas de besoin. Ainsi que d’éviter la surchauffe lorsqu’elle n’est pas nécessaire. Une stratégie consiste à concevoir et à construire des surplombs de toit fixes. En particulier sur les côtés sud et ouest lorsqu’ils sont exposés au soleil direct de l’après-midi.
Calculez et spécifiez le surplomb du toit sud pour maximiser l’exposition au soleil en hiver et minimiser la chaleur du soleil d’été. Ces surplombs fixes doivent être un compromis entre des angles de soleil similaires au printemps et à l’automne lorsque les besoins de chauffage ou de refroidissement sont très différents.
Valeurs R
Spécifiez les valeurs R sur les plans pour les murs, les plafonds et les sols et les valeurs U pour les fenêtres et les portes. Dans les climats froids, les valeurs R typiques vont de:
- R-30 à R-40 pour les murs
- R-60 pour les plafonds
- Et R-38 pour les planchers.
Dans les climats chauds, les valeurs R typiques sont R-19 pour les murs, R-38 pour les plafonds et R-19 pour les planchers. Les valeurs R et U optimales pour votre zone climatique spécifique doivent être déterminées à l’aide de la modélisation énergétique.
Pont thermique
Préciser clairement les mesures pour éviter les ponts thermiques sur les plans. Celles-ci peuvent inclure l’utilisation de techniques d’encadrement avancées pour les systèmes de murs, de planchers et de plafonds. Ainsi que le revêtement extérieur en mousse, les colombages décalés et les ossatures à double montant.
2. Utilisez le soleil pour la trempe solaire
L’utilisation du soleil pour chauffer à travers les fenêtres orientées au sud pendant l’hiver réduit les coûts de chauffage. L’ombrage de ces mêmes fenêtres en été réduit les coûts de refroidissement.
La trempe solaire vise à optimiser cette utilisation passive de la chaleur du soleil, sans encourir le surcoût de masse thermique nécessaire pour atteindre un chauffage solaire passif maximal. La trempe solaire doit être abordée dans la phase de conception.
Les progrès récents dans les matériaux et les techniques de construction ont convaincu les concepteurs de maisons à énergie zéro rentables de réduire l’accent mis sur la conception solaire passive complète en faveur de la «trempe solaire».
Les raisons de ce changement sont multiples.
Parmi lesquelles:
- Les facteurs climatiques variables
- Le coût plus élevé des fenêtres à faible valeur U / haute SHGC
- Les avantages d’avoir moins de fenêtres
- Le coût élevé de la masse thermique
- Les risques de surchauffe si le solaire passif n’est pas correctement mis en œuvre.
La trempe solaire offre une alternative rentable qui consiste à tirer parti du gain de chaleur solaire sans augmenter la surface de la fenêtre ou le coût. Cela fonctionne mieux lorsque les espaces de vie communs et la plupart des fenêtres sont orientés au sud.
Un ombrage optimal laisse entrer la chaleur hivernale et exclut la chaleur estivale. La trempe solaire ajoute de la lumière et de la chaleur aux pièces à vivre et peut réduire les coûts de chauffage de 10% à 20% sans frais supplémentaires et sans risque de surchauffe en été.
3. Optimiser avec la modélisation énergétique
La consommation d’énergie de la maison doit être estimée pendant la phase de conception à l’aide d’un logiciel de modélisation énergétique. Afin de garantir que l’objectif de l’énergie nette zéro peut être atteint tout en réduisant les coûts.
Sur la base des résultats, des choix de conception peuvent être faits ou modifiés pour équilibrer les performances du bâtiment et le coût de construction.
La modélisation énergétique permet de déterminer quelles fonctionnalités d’économie d’énergie sont les plus rentables. Le logiciel de modélisation énergétique est un outil de conception important qui aide les constructeurs à identifier les mesures les moins coûteuses requises pour créer une maison zéro énergie.
La modélisation doit être effectuée en plusieurs itérations de la conception. En analysant l’impact énergétique de différents choix de conception. Comme une pompe à chaleur géothermique par rapport à une pompe à chaleur à air. Ou en comparant l’impact de l’isolation des murs R-30 avec celui du R-60.
4. Super-sceller l’enveloppe du bâtiment
La super-étanchéité de l’enveloppe du bâtiment est la mesure la plus rentable que les constructeurs peuvent prendre pour améliorer l’efficacité énergétique d’une maison zéro énergie. Plusieurs approches éprouvées d’étanchéité à l’air sont disponibles. Choisissez une approche qui correspond à votre climat, vos compétences et votre budget.
Matériaux d’étanchéité
Lors du processus d’étanchéité à l’air d’un bâtiment, vous rencontrerez toutes sortes de chemins de fuite:
- Des trous profonds
- Des fissures
- Joints entre les feuilles
- Joints plats
- Des joints à 90 degrés.
Le type de scellant que vous utilisez dépend du type de fuite.
Blocage et support solides
Les matériaux solides sont des éléments importants d’un pare-air continu. La plupart des configurations de charpente incluent des endroits où le pare-air doit couvrir un grand espace à travers une cavité.
Dans de nombreux cas, un coupe-feu est nécessaire à ces endroits, et l’ajout d’un peu de calfeutrage ou de mousse complétera l’étanchéité. Dans d’autres endroits, des feuilles rigides sont nécessaires pour couvrir certaines zones qui sont souvent négligées, par exemple, la zone derrière les douches, sous les baignoires et sous les escaliers.
Les murs derrière les cheminées doivent être couverts et l’enceinte de la cheminée couverte lorsque ces zones sont en contact avec les murs extérieurs ou les plafonds.
Des feuilles minces d’isolation rigide ou Thermoply sont couramment utilisées. Vous pouvez également utiliser des panneaux OSB ou des rebuts d’encadrement pour la plupart de ces travaux, en réduisant les coûts.
Colle
L’adhésif de construction peut être un scellant efficace pour des applications spécifiques. Telles que la fixation de l’ossature murale sur le revêtement et sous les plaques de fond. Une fois durcie. Cette colle est rigide, ce qui laisse craindre qu’elle ne se fissure à mesure que le bâtiment se déplace avec le temps.
Cependant, deux avantages de l’adhésif sont son faible coût et sa disponibilité immédiate sur la plupart des chantiers. Assurez-vous simplement de commander un supplément pour les travaux d’étanchéité à l’air.
Calfeutrant
La plupart des calfeutrants sont conçus pour remplir un joint qui ne dépasse pas 1cm de profondeur et 1cm de largeur, bien que les produits appelés calfeutrants élastomères puissent combler des espaces plus grands.
Les joints qui sont de la bonne largeur, mais trop profonds, tels que l’espace entre un cadre de fenêtre et l’ouverture brute, peuvent être emballés avec une tige d’appui ou rembourrés avec de l’isolant en fibre de verre en premier et l’espace restant rempli de mastic.
Mousse
Pour les espaces plus grands, la mousse expansive est un scellant efficace. Distribuée à partir de bidons par le biais d’un pistolet, la mousse remplit des espaces allant jusqu’à quelques centimètres de large.
Cependant, les espaces plus grands peuvent devoir être recouverts d’abord d’un morceau de bois massif ou d’OSB, puis de la mousse appliquée dans les espaces restants.
Un bon exemple de ceci est le grand trou autour d’un siphon de baignoire. Les ouvertures autour des tuyaux peuvent être difficiles à voir et souffrir d’un joint incomplet.
Une chose à noter est que la mousse devient cassante avec le temps et peut se casser si les éléments du bâtiment en particulier les drains et les évents de plomberie bougent avec le temps.
Ruban
Ces dernières années, le ruban de construction est devenu un matériau important pour l’étanchéité à l’air des joints plats. Il est souvent nécessaire de sceller le joint à l’endroit où deux éléments de charpente ou des feuilles de revêtement mural se touchent.
Là où il y a peu ou pas d’espace à combler avec du calfeutrant ou de la mousse, le ruban couvre facilement l’espace. Assurez-vous d’utiliser du ruban de construction très flexible et conçu pour adhérer au bois, tel que le ruban adhésif 3M # 8067 ou le ruban SIGA.
Ecoseal
Destiné aux joints plats où les éléments de charpente et les feuilles se rencontrent, il s’agit d’un scellant à faible teneur en COV. Ce système exclusif est appliqué par des applicateurs qualifiés juste avant l’isolation.
Ecoseal est élastomère et donc il s’étirera, plutôt que se fissurer, lorsque la maison s’installe. Malgré sa flexibilité, il n’est pas capable de combler des espaces de plus de 1cm de large.
Mastic pour conduits
Cette substance pâteuse est destinée aux conduits, mais résout le dilemme d’obtenir une bonne étanchéité sur les boîtes électriques. Une épaisse couche de mastic à l’arrière de chaque boîte scellera les pénétrations de fil et les débouchures inutilisées.
5. Super-isoler l’enveloppe du bâtiment
Après avoir rendu la maison étanche à l’air, la super isolation de la maison peut être la deuxième stratégie la plus rentable pour créer une maison zéro énergie. La modélisation énergétique, comme mentionné ci-dessus, peut vous aider à optimiser les niveaux d’isolation du plafond, des murs et des sols. Sélectionnez des stratégies de charpente qui facilitent l’isolation de l’enveloppe du bâtiment et minimisent les ponts thermiques.
Valeur R
La plupart des matériaux de construction résistent dans une certaine mesure au flux de chaleur. Cette propriété de résistance thermique est exprimée en valeur R.
Chaque type de matériau (bois, cloison sèche, fibre de verre, etc.) a une valeur R différente par pouce d’épaisseur.
Alors que la résistance thermique d’un matériau donné augmente avec l’épaisseur, il ne s’agit pas d’une relation linéaire. Chaque pouce d’épaisseur supplémentaire a un impact légèrement moins important que celui qui l’a précédé.
Par conséquent, vous atteignez finalement un point de rendement décroissant auquel il n’est plus rentable d’ajouter plus d’isolant. L’optimisation de l’épaisseur de l’isolant et de la valeur R est une tâche de conception clé pour toutes les maisons à haute performance.
Valeur R et climat
Les valeurs R pour l’isolation doivent être adaptées au climat local. Les études de cas de projets zéro énergie en Amérique du Nord fournissent des exemples utiles. Les valeurs d’isolation des murs vont du R-19 dans les climats doux au R-40 dans les climats froids à autant que R-60 dans les endroits très froids.
Pour les plafonds, la valeur d’isolation peut être R-30 pour les climats plus chauds, R-60 pour les climats froids et R-80 pour les climats très froids.
Les niveaux d’isolation des planchers peuvent être R19 dans les climats doux, R-38 dans les climats froids et R-60 dans les climats très froids. Par exemple, en Alaska, l’isolation des murs a été utilisée jusqu’au R-90 et au plafond jusqu’au R-140. Les climats plus chauds ont une stratégie d’isolation R-Value différente. Dans la mesure du possible, utilisez la modélisation énergétique pour optimiser la valeur d’isolation pour différents climats.
Une maison zéro énergie rentable s’efforce d’équilibrer le coût des mesures d’efficacité avec le coût de la production photovoltaïque (PV) sur place. Il arrive souvent que les petites maisons trouvent cet équilibre avec des niveaux d’isolation inférieurs.
Car les maisons de moins de surface ont également moins de perte de chaleur globale, tandis qu’un mètre carré de panneaux photovoltaïques génère toujours la même quantité d’électricité dans un climat donné.
D’autres phases du processus pour une maison écoénergétique
6. Utilisez des fenêtres et des portes hautement isolées
Les fenêtres et les portes sont comme de grands trous énergétiques dans une enveloppe de bâtiment bien isolée et étanche à l’air et sont la troisième opportunité la plus rentable pour rendre une maison écoénergétique.
Contrôlez la perte et le gain de chaleur des fenêtres et des portes en sélectionnant les produits de fenêtres et de portes appropriés, en les localisant soigneusement et en optimisant leur taille et leur orientation.
7. Créer une alimentation en air frais économe en énergie
Étant donné que les maisons zéro énergie sont si étanches à l’air, une source continue d’air filtré frais et un contrôle de l’humidité sont essentiels à son succès. Ce besoin de ventilation a un côté positif: les maisons zéro énergie sont plus saines et plus confortables que les maisons standard.
Les systèmes de ventilation à haute efficacité énergétique, connus sous le nom de systèmes de ventilation à récupération de chaleur (VRC) ou de systèmes de ventilation à récupération d’énergie (VRE), expulsent l’air vicié tout en récupérant sa chaleur et en renvoyant cette même chaleur à la maison avec l’air frais.
8. Sélectionnez un système de chauffage et de climatisation écoénergétique
Des systèmes de chauffage et de refroidissement hautement efficaces et rentables sont essentiels pour atteindre l’objectif de consommation énergétique nette zéro. Un bon choix est une pompe à chaleur sans conduit à air, également appelée pompe à chaleur mini-split.
Ces systèmes sont très écoénergétiques et n’ont pas les défauts des systèmes centraux à air pulsé ou les coûts élevés des pompes à chaleur thermiques.
9. Chauffez l’eau judicieusement
Le chauffage de l’eau est souvent la plus grosse dépense énergétique dans une maison après le chauffage et la climatisation. Il est donc important que les concepteurs et les constructeurs choisissent et localisent une technologie de chauffage de l’eau efficace, ainsi que d’autres mesures, pour minimiser l’utilisation de l’eau chaude.
Utiliser le soleil pour l’énergie renouvelable
Les panneaux solaires photovoltaïques (PV) reliés au réseau constituent actuellement la forme d’énergie renouvelable la plus rentable. Ils peuvent alimenter tous les besoins énergétiques d’une maison, y compris:
- L’éclairage
- Les systèmes de chauffage et de climatisation
- Les appareils électroménagers et l’eau chaude.
Cependant, ils sont la composante la plus chère d’une maison zéro énergie et des stratégies pour réduire ou atténuer ces coûts sont importantes à considérer.
10. Installer un éclairage écoénergétique
Minimiser la consommation d’énergie pour l’éclairage, tout en optimisant la lumière pour les résidents, est une caractéristique importante des maisons zéro énergie. Les lumières LED sont le complément parfait pour ces tâches. Ils sont plus écoénergétiques que les LFC, durent plusieurs années de plus et ne contiennent pas de mercure. De plus, ils peuvent répondre à une variété de besoins d’éclairage, de la lumière blanche très brillante à la lumière douce et chaude. La sélection des lumières LED adaptées à la tâche, la localisation stratégique des lumières et l’utilisation aussi efficace que possible de la lumière naturelle peuvent réduire considérablement la consommation d’énergie d’une maison.
Sélectionnez des appareils électroniques écoénergétiques
Étant donné que les maisons à énergie zéro ont des coques de bâtiment à haute efficacité énergétique et utilisent des équipements de CVC et de chauffage de l’eau à haut rendement, une nouvelle catégorie, les appareils et l’électronique, devient la source la plus importante de dépense énergétique dans les maisons à énergie zéro. Par conséquent, la sélection d’appareils et d’appareils électroniques à haut rendement devient la dernière étape nécessaire pour minimiser la consommation d’énergie domestique.
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