ZeroEnergy Design (ZED) est l'un des leaders du nord-est en matière de conception résidentielle à haute performance. Se décrivant comme une "entreprise d'architecture verte moderne et de conception mécanique", ZED est une entreprise rare qui associe le moderne et l'écologique en un tout cohérent. Chez ZED, le vert signifie "performance énergétique exceptionnelle". Exemple : ils énumèrent l'intensité de la consommation d'énergie en kBtu/pi2/an sur leurs pages de portefeuille de projets. Les clients de ZED n'ont pas à choisir entre "haut design" et "haute performance".

Si vous prenez le temps de vous plonger dans les pages Web du projet ZED, vous trouverez toujours de nombreuses informations sur la performance énergétique et d'autres détails liés à la durabilité. En matière d'enveloppe de bâtiment, la super-isolation, l'étanchéité à l'air, les fenêtres à triple vitrage et autres éléments performants sont « non négociables ». C'est parce que la résilience est l'objectif ultime de ZED. Et les systèmes d'étanchéité à l'air et de protection contre les intempéries Pro Clima de 475 jouent un rôle démesuré dans les détails de l'enceinte résiliente de ZED.

Résilience via l'enveloppe du bâtiment

La résilience peut être définie comme la "capacité à se remettre rapidement des difficultés". Ou simplement : ténacité. L'ordre naturel de l'univers est l'entropie, ce qui signifie un déclin dans le désordre. Il va de soi que l'environnement extérieur et les conditions intérieures changent continuellement, souvent de manière à stresser le bâtiment et ses occupants. La résilience est la force qui redresse le navire et permet au bâtiment de fonctionner de manière optimale, en particulier lorsque la mer est agitée. Lorsque l'enceinte est résiliente, la durabilité à long terme et les performances thermiques de l'enceinte du bâtiment sont assurées. Et en gardant la structure du bâtiment au chaud, au sec et protégée, la résilience a un effet multiplicateur qui permet les avantages supplémentaires suivants :

• Confort thermique pour les occupants - même en cas de panne d'électricité lors d'une tempête hivernale, le confort thermique reste pendant des jours (également vrai pour les pannes d'électricité et de climatisation dans les climats tropicaux)
• Contrôle de la qualité de l'air intérieur - maintien de la santé des occupants, y compris les familles avec enfants
• Protection contre la hausse des coûts énergétiques - investir dans une enveloppe haute performance garantit des économies à long terme pour les propriétaires de bâtiments
• Réduction ou élimination des émissions de carbone - contribuant à ralentir le changement climatique

Étude de cas : Lincoln Net Positive Farmhouse

Pour atteindre la résilience, ZED a développé des stratégies d'enveloppe éprouvées centrées sur l'étanchéité à l'air et la super-isolation. Une illustration parfaite des stratégies de ZED est leur récente résidence unifamiliale à Lincoln, Massachusetts. Construite par Thoughtforms Corporation, la maison a remporté le prix Best Energy-Smart Home Award 2017 de Fine Homebuilding. Tout en évoquant la "nostalgie d'une ferme traditionnelle du Massachusetts", il répond aux exigences du 21e siècle de ZED en matière de performance énergétique et de résilience. ZED a opté pour leur "assemblage incontournable" qui a fait ses preuves dans bon nombre de leurs projets résidentiels. Les ingrédients de base sont une étanchéité à l'air, une isolation et une protection contre l'humidité exceptionnelles. D'autres facteurs passifs tels que l'orientation, la forme, la disposition et l'emplacement des fenêtres jouent également un rôle important, ainsi que des systèmes actifs efficaces.

1. Protection contre l'humidité haute performance

La première étape pour une enceinte résiliente consiste à protéger les intempéries avec une barrière robuste résistante aux intempéries (WRB). ZED commence avec Solitex Mento 1000 comme pare-air multitâche, et aussi le WRB le plus avancé sur le marché. Il s'agit d'une membrane monolithique à 3 couches qui est si imperméable qu'elle résiste à une colonne d'eau de 33 pieds - bien au-delà des performances des membranes microporeuses conventionnelles. En même temps, il est ouvert à la vapeur de manière fiable pour permettre à l'humidité de sécher vers l'extérieur dans le futur. Mento 1000 est appliqué comme un bardeau pour un drainage ininterrompu du faîte du toit jusqu'à la fondation. Les coutures sont scellées avec du ruban hermétique Tescon Vana - un ruban qui est également étanche et ouvert à la vapeur pour aider à optimiser le potentiel de séchage de l'enceinte.

2. Étanchéité à l'air exceptionnelle

La Lincoln Farmhouse a été testée à 0,27 ACH50 - l'un des meilleurs résultats de test de porte soufflante aux États-Unis ! Chez ZED, l'étanchéité à l'air est régulièrement nettement meilleure que les 0,6 ACH50 requis pour la maison passive. Planifier ensemble tôt en équipe avec Thoughtforms a contribué à assurer le succès.

L'étanchéité à l'air présente de multiples avantages. Tout d'abord, il permet à l'isolation installée de fonctionner à son plein potentiel. Sans étanchéité à l'air, les performances d'isolation peuvent être dégradées jusqu'à 80 %. Mais l'amélioration des performances d'isolation n'est que le début. L'étanchéité à l'air offre également plus de confort, de résilience et d'économies de coûts - essentiellement gratuitement. Une fois qu'une stratégie d'étanchéité à l'air robuste est en place - et que les entrepreneurs travaillent ensemble pour la mettre en œuvre - passer de 0,6 à 0,3 ACH50 devient plus facile. Et chaque amélioration de l'étanchéité à l'air signifie moins d'humidité dans les murs et le toit, ce qui se traduit par une enceinte plus sèche et plus résistante.

Une autre caractéristique importante de la couche étanche à l'air sur les projets ZED est qu'elle est bien protégée et maintenue au chaud par l'isolation extérieure. Mais en fin de compte, la longévité des matériaux eux-mêmes est la principale préoccupation. 475 parle d'« étanchéité permanente », ce qui signifie une chose : les matériaux étanches doivent être étanches plus longtemps que la durée de vie prévue du bâtiment. Et nous ne parlons pas de 30 à 40 ans comme pour les maisons conventionnelles - nous parlons de bâtiments à haute performance qui dureront plus de 100 ans. Cette adhérence permanente du ruban Tescon Vana a été vérifiée de manière indépendante par l'Université de Kassel à l'aide de tests de vieillissement accéléré.

Images du diaporama avec l'aimable autorisation de ZED ou Thoughtforms, sauf indication contraire.

3. Super-isolation extérieure continue et fenêtres performantes

En matière d'isolation, ZED va régulièrement bien au-delà du code, et la Lincoln Farmhouse ne fait pas exception. Le toit est R-69 et les murs sont R-44. L'ensemble de l'enceinte est exempt de pont thermique, avec des panneaux isolants en mousse de polyiso rigide à chevauchement continu à l'extérieur. Cela signifie qu'il n'y a pas d'isothermes pliés où les points froids pourraient entraîner de la condensation. La mousse pulvérisée est totalement évitée. Au lieu de cela, la cellulose dense remplit les baies des murs et du toit d'une isolation écologique à faible énergie intrinsèque qui aide l'enceinte à sécher vers l'intérieur.

Des fenêtres à triple vitrage haute performance complètent l'enceinte super isolée. L'emplacement des ouvertures est optimisé pour l'éclairage naturel et le gain solaire passif, tandis que les pertes sont minimisées grâce à l'intégration hermétique à l'enveloppe hermétique Mento 1000 . Les rubans pour solins de fenêtres extérieurs Tescon Vana et Profil sont étanches mais ouverts à la vapeur pour garantir que les fenêtres restent aussi sèches que possible et éviter la moisissure. Le ruban de seuil Extoseal Encors auto-obturant est une garantie que toute humidité autour des fenêtres ne peut pas pénétrer dans le bâtiment. Éviter l'humidité aux fenêtres est l'une des clés de voûte de la résilience.

L'enveloppe hermétique super isolée signifie que pendant une tempête avec une panne de courant, la perte de chaleur sera très lente - prenant plusieurs jours pour tomber à 60 degrés même sans source de chaleur. Cette forme de résilience - également appelée capacité de survie passive - signifie un bien meilleur confort, même dans les conditions les plus extrêmes ou les plus catastrophiques.

Images du diaporama avec l'aimable autorisation de ZED ou Thoughtforms, sauf indication contraire.

4. Systèmes tout électriques hautes performances

Des systèmes entièrement électriques à haute efficacité complètent l'enveloppe du bâtiment à haute performance. Le système CVC, composé d'une thermopompe à air Mitsubishi (ASHP) et d'un ventilateur récupérateur d'énergie (ERV) Zehnder, garantit que la maison reste chaude en hiver, fraîche en été et fournit un apport constant d'air frais et propre. tout au long de l'année. Les systèmes de distribution canalisés desservent le premier et le deuxième étage tandis que les consoles sans conduit montées au sol desservent le sous-sol et le grenier climatisés. L'eau chaude sanitaire est fournie par un chauffe-eau à pompe à chaleur de Stiebel Eltron qui fonctionne environ 3 fois plus efficacement qu'un chauffe-eau électrique conventionnel. Les exemples d'appareils à haute efficacité comprennent la cuisson par induction dans la cuisine et un sèche-linge à condensation pour la lessive. Un système de surveillance de l'énergie circuit par circuit permet aux propriétaires de suivre leur consommation d'énergie, leur production et de dépanner les anomalies. La maison entièrement électrique consomme 70 % moins d'énergie qu'une maison construite selon un code et, avec un réseau de panneaux solaires de 13,8 kW, produit 67 % d'énergie en plus par an qu'elle n'en consomme, ce qui en fait une maison « nette positive ».

Images du diaporama avec l'aimable autorisation de ZED ou Thoughtforms, sauf indication contraire.

Performance

Sur une base mensuelle, la maison fonctionne en surplus d'énergie 10 mois par an. La consommation d'énergie ne dépasse la production que pendant les mois les plus froids et les plus sombres (décembre et janvier). Pour les 12 derniers mois se terminant en avril 2017, la consommation d'énergie réelle de la maison était de 10 146 kWh au total (7,9 kbtu/ft2 EUI) tandis que la production d'énergie réelle était de 17 151 kWh au total. Cela a généré un surplus d'énergie annuel de 7 005 kWh, suffisant pour alimenter une voiture électrique sur 20 000 à 30 000 miles par an.

Résumé

L'impressionnante performance énergétique positive nette de la maison est un ajout durable à un environnement déjà taxé. Au nom des propriétaires, la maison offre une résilience face aux défis imprévus, un abri contre les futurs coûts de chauffage et de climatisation, un confort thermique supérieur et produit suffisamment d'énergie pour soutenir les futures voitures électriques de la famille.

En guise de reconnaissance officielle de leurs efforts exceptionnels en matière de développement durable, les propriétaires ont également demandé une certification par un tiers. La maison est certifiée LEED Platinum par l'USGBC et Zero Energy Certified par l'International Living Future Institute (opérateurs du Living Building Challenge). En plus de la certification Zero Energy, le projet a également reçu un label Reveal de l'ILFI, qui affiche ou « révèle » publiquement le profil énergétique du bâtiment. ZED estime que la combinaison de la vérification et du partage des performances du bâtiment illustre les meilleures pratiques actuelles en matière de climatisation pour les bâtiments à haute performance.

Certificats :
- Certifié LEED Platine
- Certifié ILFI Zero Energy
- Labellisé ILFI Reveal

Prix:
- Fine Homebuilding HOUSES Award - Meilleure maison écoénergétique
- Gold PRISM - Meilleur net zéro/maison passive
- Gold PRISM - Meilleur projet éconergétique

Énergie:
- Modélisé avec PHPP
- Performances réelles : 67 % de production en plus que de consommation
- EUI : -6,3 kBtu/pc/an
- Fuite d'air : 0.27ACH50