10 Systèmes Mécaniques et Électriques
Grille d'extrémité de la grande salle du pavillon Sir John A. Macdonald. Source : TRACE
Cette section contient des lignes directrices pour la modification durable des systèmes mécaniques et électriques, surtout s’ils ont été reconnus comme éléments caractéristiques d’un lieu historique. Elle indique également comment réduire au minimum les répercussions découlant de l’introduction de nouveaux systèmes électriques et mécaniques dans des bâtiments existants ou construits de manière traditionnelle, ou de l’intervention sur ces systèmes s’ils ne sont pas caractéristiques d’un édifice patrimonial.
Les systèmes de cotation des bâtiments durables contemporains mettent beaucoup l’accent sur le rendement mécanique et électrique. Dans un contexte patrimonial, il faut examiner attentivement les mises à niveau pour veiller à ce que le caractère patrimonial soit protégé du mieux possible.
La mise à niveau des systèmes mécaniques et électriques peut fortement nuire au caractère patrimonial des bâtiments historiques. Les pertes subies risquent d’être à la fois immédiates (retrait de structures mécaniques et électriques ou de finitions intérieures caractéristiques) et de longue durée (dégradation accrue des éléments caractéristiques soumis à des changements environnementaux et à des conséquences inattendues). Pour assurer le succès des projets de réhabilitation durable, il est essentiel de vérifier si les modifications des systèmes mécaniques et électriques proposées respectent les objectifs du projet et le caractère patrimonial du bâtiment visé. Il est également important de développer les éléments intrinsèquement durables comme la ventilation naturelle.
De nombreux bâtiments à valeur patrimoniale ont été soumis à des projets de « modernisation » qui altèrent leur comportement et donnent naissance à de nouveaux systèmes de distribution d’envergure (conduits, tuyaux et canalisations), appareils (éclairage, évents, radiateurs et interfaces de commande), plafonds suspendus et conduits montants. Il faut examiner ces modifications antérieures dès le début du projet de réhabilitation durable pour en relever les réussites, les échecs, le niveau de perte de matériaux patrimoniaux et les distractions visuelles pour les espaces et éléments caractéristiques, et choisir les stratégies d’intervention les plus appropriées. Par exemple, parmi un ensemble de systèmes de construction, un plafond suspendu pourrait masquer un plafond principal très haut. On peut améliorer et consolider ces systèmes de construction de manière à rehausser le plafond ou à rétablir la hauteur d’origine, à améliorer la circulation de l’air, à augmenter l’espace, à fournir un meilleur accès à la lumière naturelle, notamment par des impostes vitrées et des puits de lumière, et à exposer des éléments caractéristiques masqués. Les avancées récentes dans le domaine des technologies mécaniques et électriques favorisent certes les améliorations, mais puisque ces avancées sont continues, les équipes de projet doivent choisir entre l’intégration immédiate des technologies plus récentes ou le report des modifications jusqu’à ce que leur coût et leur rendement soient optimaux. Il est donc primordial de faire appel à des concepteurs mécaniques et électriques chevronnés dans le domaine du patrimoine et qui possèdent toutes les connaissances requises en matière d’objectifs de durabilité et d’exigences patrimoniales.
Chauffage, Ventilation et Conditionnement d’Air (CVCA)
Les systèmes CVCA d’un bâtiment servent à maintenir des conditions intérieures adéquates pour ses occupants. Dans les bâtiments plus anciens, ces systèmes peuvent être constitués de chaudières, de poêles à combustible, de radiateurs à eau chaude ou électriques et de générateurs d’air chaud à combustible. À l’ère prémoderne, les systèmes thermiques et d’alimentation en air étaient conçus pour fonctionner conjointement avec une enveloppe perméable, dont l’efficacité dépendait de la ventilation passive et de la circulation d’air et d’humidité dans l’enveloppe du bâtiment. Les enveloppes modernes sont plus étanches, leur degré de réussite étant variable, et doivent répondre à des exigences plus élevées de circulation d’air, de tuyaux d’échappement, de chauffage et de climatisation, typiquement satisfaites par voies mécaniques. Ces systèmes sont dotés, dans tous les cas, d’une source et d’un système de distribution (p. ex., chaudière ou fournaise munies de canalisations pour l’eau chaude). Voir des Compétences Oubliées.
Ces dernières années des efforts ont été faits en vue d’atteindre un équilibre entre ventilation mécanique et ventilation passive en réintroduisant des fenêtres à châssis ouvrant et des puits de lumière ventilés et en éliminant les plafonds suspendus. De plus, de nouvelles technologies comme la géothermie offrent des possibilités qu’il vaut la peine d’explorer, si les systèmes existants peuvent s’y adapter, dans le cadre de projets de mise à niveau ou de réhabilitation durables.
Le Centennial Hall de Winnipeg, où les systèmes mécaniques et électriques constituent un élément important de l'expression visuelle du bâtiment. Source : TRACE
Plomberie
Les systèmes de plomberie distribuent l’eau (et parfois d’autres liquides comme de l’éthylèneglycol) dans tout le bâtiment par l’intermédiaire de conduits, depuis une source donnée. Parmi les systèmes de plomberie d’un bâtiment, il y a les systèmes d’eau potable, d’eau sanitaire et d’élimination, d’extinction, de traitement des déchets, de gaz naturel ou de mazout et de chauffage et climatisation3. Il peut être souhaitable de retirer les vieux systèmes de plomberie s’ils sont corrodés, de taille inadéquate ou s’ils contiennent des toxines (comme les brasures de plomb).
Systèmes Électriques
Autrefois limités à l’alimentation, à l’éclairage et à la téléphonie, les systèmes électriques d’aujourd’hui comprennent les circuits d’alimentation, d’éclairage, de communication, de transmission de données et de sécurité. Avec l’apparition de nouveaux appareils et de nouvelles technologies, la consommation d’énergie a connu une hausse importante. En outre, les technologies de communication et de transmission de données, ainsi que leurs systèmes de distribution, prennent en charge les ordinateurs, les connexions Internet et les systèmes de domotique, de sécurité et d’alarme incendie. Tous ces systèmes contemporains de distribution et d’appareils visibles accroissent la consommation et contraignent les éléments caractéristiques d’un bâtiment à s’y adapter. Dans ce contexte, les éléments caractéristiques sont généralement les composantes visibles, dont les luminaires et les commandes exposées.
Grille ornementale conservée. Édifice Canada Permanent, Toronto, Ontario. Source : TRACE
Salle de bains du bâtiment Sir John A. Macdonald, alliant des finis d’inspiration historique et durables, des appareils sanitaires réutilisés et des appareils à haut rendement. Ottawa,Ontario. Source : TRACE
Lignes Directrices pour les Projets de Réhabilitation Durable des Systèmes Mécaniques et Électriques
| Conseillé | |
|---|---|
| 1 | Comprendre l’intention du concept d’origine et la fonction d’origine des systèmes mécaniques et électriques du bâtiment. |
| 2 | Évaluer le rendement des appareils et des systèmes existants avant de songer à les remplacer afin de déterminer le niveau d’intervention requis pour satisfaire les objectifs de durabilité. |
| 3 | Procéder à une mise en service complète de tous les systèmes du bâtiment et fixer des attentes de base pour leur fonctionnement et leur efficacité. |
| 4 | Concevoir des systèmes de construction qui s’adapteront aux modifications et aux changements de charge futurs, le cas échéant. |
| 5 | Intégrer la masse thermique existante à la stratégie de renouvellement du chauffage et du refroidissement du bâtiment. |
| 6 | Incorporer des options de chauffage ou de refroidissement passifs aux stratégies de CVCA contemporaines. Le cas échéant, inclure un équipement de surveillance pour permettre au système mécanique de s’adapter à ces conditions localisées. |
| 7 | Regrouper et coordonner les services afin de perturber le moins possible les éléments caractéristiques. |
| 8 | Consolider les nouveaux systèmes CVCA dans un espace le plus restreint possible pour réduire l’installation de plafonds suspendus et perturber le moins possible les éléments caractéristiques. |
| 9 | Positionner le nouvel équipement de CVCA là où sa visibilité sera limitée et dans des espaces secondaires pour en réduire les répercussions sur le caractère patrimonial du bâtiment. |
| 10 | Exposer les nouveaux réseaux de gaines si cela s’accorde avec le caractère patrimonial d’un espace ou si leur dissimulation risque de provoquer la destruction de caractéristiques patrimoniales. |
| 11 | Installer un système CVCA supplémentaire pour améliorer ou renforcer les systèmes existants plutôt qu’imposer un système entièrement nouveau sur le bâtiment, si possible. |
| 12 | Remplacer les sources de chauffage ou de climatisation moins efficaces par des versions plus efficaces qui utilisent le même réseau de gaines, de conduits ou de canalisations, si possible. |
| 13 | Explorer les possibilités d’installer de nouveaux systèmes de chauffage ou de climatisation qui préservent les paysages à valeur patrimoniale et modifient le moins possible les espaces intérieurs patrimoniaux. |
| 14 | Réévaluer les stratégies de contrôle pour incorporer des mesures de conservation d’énergie, en prenant soin d’éviter les changements rapides de températures internes qui risquent de nuire à la structure du bâtiment. |
| 15 | Installer des barrières radiatives au niveau des radiateurs pour réduire les pertes de chaleur dans les murs adjacents. |
| 16 | Remplacer les appareils de chauffage et les appareils électriques tout en gardant visibles leurs composantes et leur contenant (p. ex., luminaires et grilles d’évent). |
| 17 | Déceler les fuites d’air et les éliminer tout en atténuant l’incidence sur les éléments caractéristiques. |
| 18 | Augmenter l’efficacité des réseaux d’alimentation en eau et d’élimination des déchets grâce à des stratégies peu invasives, y compris des régulateurs de débit et des aérateurs, des appareils de plomberie plus efficaces ou d’autres options plus discrètes. |
| 19 | Conserver les appareils sanitaires caractéristiques en bon état, dont les lavabos et toilettes, si les robinets ou toute autre quincaillerie de plomberie doivent être mis à niveau. |
| 20 | Renforcer la tuyauterie existante au lieu de la remplacer, si possible. |
| 21 | Conserver la tuyauterie ou le câblage inutilisés là où ils ne posent aucun risque pour le bâtiment au lieu de perturber la structure patrimoniale en les retirant. |
| 22 | Mettre à niveau les luminaires existants en utilisant des versions plus efficaces, si ce n’est pas nuisible à la structure patrimoniale du bâtiment. |
| 23 | Remplacer les sources d’éclairage inefficaces par de nouvelles sources qui, idéalement, correspondent à la température de couleur, à l’indice de rendu des couleurs et à l’intensité de la source d’origine. |
| 24 | Installer un ou plusieurs systèmes d’éclairage supplémentaires pour renforcer les systèmes existants plutôt que d’imposer un système entièrement nouveau, si possible. |
| 25 | Installer des détecteurs de mouvement dans les espaces secondaires et seulement là où l’installation de composantes et de conduits visibles n’aura aucun effet physique ou visuel négatif sur les éléments caractéristiques des espaces principaux. |
| 26 | Explorer la possibilité d’utiliser le chauffage centralisé ou d’autres systèmes énergétiques ou de services publics en les combinant avec ceux des bâtiments environnants, de façon à répartir la demande et à réduire les exigences et les besoins en équipement. |
Éléments Intrinsèquement Durables Connexes
Défis pour la Durabilité
Des systèmes d’éclairage et d’alimentation en air des bâtiments existants (surtout s’ils sont historiques) comprennent:
- La ventilation passive, car elle réduit les besoins en ventilation mécanique et introduit de l’air frais;
- Les assemblages denses en maçonnerie et en béton qui de par leur masse thermique, emprisonnent la chaleur le jour et la réfléchissent la nuit lorsque la température extérieure baisse;
- Les puits de lumière ventilés ou dotés de panneaux ouvrants qui favorisent l’effet de cheminée de façon à laisser l’air circuler;
- Les fenêtres, les puits de lumière et les cours intérieures, car ils laissent la lumière naturelle pénétrer plus profondément dans l’aire de plancher du bâtiment, ce qui réduit les besoins en électricité le jour.
Conduites dissimulées dans le plafond de la bibliothèque de l’Université Simon Fraser (SFU), servant à climatiser une zone située devant un mur en béton massif. Burnaby, C.B. Source : TRACE
Bureaux de Stantec équipés d'un plancher surélevé. Toronto, Ontario. Source : TRACE
Interrelations
Voici quelques exemples d’interrelations entre différents éléments d’un bâtiment et ses systèmes électriques et mécaniques:
Des Normes et Lignes Directrices
La construction contemporaine des bâtiments fait le plus souvent appel à des méthodes actives de contrôle de l’environnement d’un bâtiment à l’aide de ventilateurs, de souffleurs, de chaudières, de fournaises, de conduits et de plénums… Les conceptions plus traditionnelles des bâtiments ont souvent, toutefois, utilisé des techniques passives qui étaient intégrées au bâtiment. Ces concepts passifs peuvent comprendre des éléments caractéristiques tels la hauteur des plafonds, les corridors ouverts et les impostes qui facilitent la circulation de l’air, les fenêtres et les volets qui s’ouvrent, et les auvents et les plantations qui font de l’ombre et servent de brise-vent. NLDCLPC, p. 184.
Normes et Lignes Directrices Pour La Conservation Des Lieux Patrimoniaux Au Canada – Considérations Relatives à la Durabilité (Page 188)
| Conseillé | Déconseillé | |
|---|---|---|
| 29 | Rétablir si possible la ventilation et l’éclairage naturels caractéristiques, par exemple les impostes et les puits de lumière qu’il est possible d’ouvrir. | Introduire des systèmes mécaniques étanches et de l’éclairage artificiel dans les bâtiments conçus pour la lumière et la ventilation naturelles. |
| 30 | S’assurer que l’introduction de nouveaux types de systèmes mécaniques tels que les systèmes solaires, géothermiques ou d’échange de chaleur aura le moins d’incidences possible sur les éléments caractéristiques du lieu patrimonial. | |
| 31 | Travailler avec des spécialistes de l’efficacité énergétique pour trouver la solution la plus appropriée et qui aura le moins d’incidences sur les éléments caractéristiques et la valeur patrimoniale du lieu. | Modifier des systèmes mécaniques et électriques caractéristiques sans avoir d’abord examiné les solutions de rechange pour l’efficacité énergétique qui pourraient être moins dommageables pour les éléments caractéristiques et la valeur patrimoniale du lieu. |