NREL s’associe à Init pour faire progresser le logement modulaire à moindre coût
Le chercheur NREL, Shanti Pless (Centre), présente aux visiteurs le bloc de recherche NREL, qui héberge actuellement le prototype d’appartement modulaire des communautés d’Iunit, montré sur la droite. Photo de Joe Delnero, NREL
Récemment, Shanti Pless se tenait sur une colline balayée par le vent et a énuméré certains des problèmes qui ont des enveloppes qui fuient. Bien que cette phrase puisse évoquer des images surréalistes de cartes de voeux humides, le chercheur National Renewable Energy Laboratory (NREL) expliquait réellement les problèmes qui se posent lorsque trop d’air peut échapper à un bâtiment à travers ses murs, ses fenêtres, ses portes et d’autres ouvertures.
« Vous payez de l’argent pour chauffer et refroidir votre espace », a expliqué Pless. « Une enveloppe qui fuit permet à l’air conditionné à l’intérieur de s’échapper et à l’air extérieur pour entrer.
Pour améliorer l’efficacité du bâtiment, l’équipe de l’innovation de construction industrialisée de NREL (ICI) de NREL s’est associée aux communautés de Virginia Housing Developer, en utilisant le prototype d’appartement modulaire d’Iunit comme terrain d’essai. NREL héberge le prototype de 380 pieds carrés, qui présente une enveloppe de bâtiment super-droite, un système de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) (CVAC) et des appareils abordables, sur cette colline balsifiée du laboratoire sur le campus de la table sud du laboratoire à Golden, Colorado. Ici, les chercheurs effectuent des tests sur le terrain pour mesurer les performances et l’efficacité du prototype. Grâce à cette recherche, l’équipe ICI étudie comment des méthodes telles que l’automatisation, la construction d’usine et la préfabrication peuvent fournir des bâtiments résidentiels abordables, fiables et économes en énergie – tout en améliorant la main-d’œuvre de construction américaine.
Performances plus importantes, baisse des coûts
Les coûts élevés du logement et de l’énergie sont suffisants pour maintenir de nombreux consommateurs la nuit. Relever ces défis nécessite des solutions de logement innovantes qui réduisent les coûts et améliorent les performances du bâtiment.
« Comment créons-nous un logement efficace et donc vraiment abordable? » Demanda le fondateur de l’Iunnit, Brice LeConte.
Cette question a inspiré Leconte à fonder les communautés init, qui développe et gère les communautés résidentielles axées sur la vie intelligente, l’efficacité énergétique et la conception moderne. La première communauté d’appartements d’Iunit, Eliot Flats à Denver, se compose de 40 unités de studio et d’une chambre. Chaque unité a été construite dans une usine et entièrement intégrée à des systèmes de CVC et d’eau éconergétiques, ainsi que la capacité d’accéder à des sources d’énergie hybrides, avant d’être livrée sur le site Eliot Flats et assemblé dans un immeuble à trois étages.
L’approche d’Iunit est unique pour plusieurs raisons: premièrement, le modèle communautaire IUnit peut fonctionner comme un microréseau, ce qui signifie que les structures peuvent être équipées pour générer et stocker l’énergie. Cette capacité réduit la dépendance du réseau traditionnel, améliorant la résilience contre les pannes de courant et réduisant les coûts énergétiques pour les résidents. Ces fonctionnalités générateurs d’énergie sont intégrées dans l’unité lorsqu’elle est construite dans l’usine, ce qui signifie que chaque unité arrive sur place entièrement équipée et prêt.
« Parce que nous travaillons dans un environnement contrôlé, nous pouvons livrer un produit clé en main », a expliqué Leconte. « Tout comme une voiture roule de la chaîne de montage prête à conduire, nos maisons sont prêtes à être utilisées à la livraison. »
Enfin, la construction des unités dans l’environnement contrôlé d’une usine permet à Init de normaliser ses processus de construction, d’améliorer le contrôle de la qualité et de réduire les coûts, ce qui rend les maisons plus abordables pour les locataires.
« En intégrant la conception modulaire et les systèmes construits en usine, nous pouvons rationaliser la construction, maximiser les économies et augmenter l’approvisionnement en logements », a déclaré le chercheur NREL, Nick Cindrich, qui travaille également sur le projet IUnit. « Cela garantit des options de logements plus abordables et hautes performances pour ceux qui en ont le plus besoin. »
Nrel et iUnit unissent leurs forces
À peu près à la même époque, Iunit a construit la communauté Eliot Flats, Leconte s’est connecté à Shanti Pless lors d’une conférence, et les deux ont décidé de joindre leurs forces pour utiliser un studio init comme terrain d’essai pour des méthodes de construction modulaires rentables et des logements économes en énergie. Leconte a accepté de fournir le studio – le même que ceux d’Eliot Flats – et Pless et l’équipe ICI ont convenu de mener la recherche.
Le prototype IUnit est arrivé au South Table Mountain Campus en 2017 et a été hébergé dans l’installation d’intégration des systèmes énergétiques de NREL (ESIF), où l’équipe ICI a étudié l’efficacité du système de pompe de chaleur intégré de l’unité et des commandes avancées et interactifs intelligentes. IUnit a incorporé des leçons de cette recherche sur la production de nouveaux studios. En 2019, l’équipe a déplacé le prototype de l’environnement contrôlé par le climat de l’ESIF vers le bloc de recherche du campus. À ce nouvel emplacement, l’équipe a effectué des tests sur le terrain pour comprendre comment les conditions du monde réel ont un impact sur les performances énergétiques du prototype.
Plus récemment, l’équipe a étudié l’infiltration aérienne et les performances thermiques du prototype Init – termes techniques pour déterminer la fuite d’une enveloppe de bâtiment. Au cours d’une année, l’équipe a pompé le dioxyde de carbone (CO2) dans l’unité et utilisé des capteurs pour mesurer le CO2la décomposition, ou combien le CO2 diminué, ce qui indiquait la quantité d’air extérieur qui a fui dans l’unité dans des conditions météorologiques variables.
« Si CO2 Les niveaux baissent rapidement, cela signifie que beaucoup d’air extérieur entre et que l’air intérieur s’échappe, indiquant une enveloppe de construction qui fuit « , a expliqué Pless. » Si le niveau tombe lentement, l’espace est plus étanche, avec un flux d’air moins indésirable. Des données comme celle-ci nous donneront des informations précieuses sur la façon d’optimiser les barrières d’air et d’améliorer nos outils de modélisation d’énergie. »
L’équipe ICI utilise les résultats d’expériences sur le terrain comme celles-ci pour aider les développeurs et les usines à adopter des pratiques de construction modulaires économes en énergie. Ces méthodes aident à améliorer l’efficacité énergétique, à réduire les coûts de construction et à étendre l’accès aux maisons abordables à haute performance à l’échelle nationale.
NREL développe et teste également des espaces de formation et d’essai de construction virtuelle appelés Environnements de construction industrialisés immersifsdans lequel les travailleurs et les machines collaborent pour rendre la construction plus rapide, plus sûre et plus productive. En formant les travailleurs de cet environnement immersif, le programme rend l’apprentissage sur l’automatisation et la construction économe en énergie plus accessibles, évolutives et plus sûres.
Une victoire pour les travailleurs, les propriétaires et les résidents
En plus d’améliorer l’efficacité énergétique et l’abordabilité, la construction industrialisée a le potentiel de transformer la main-d’œuvre de la construction. En créant des emplois en usine, une construction industrialisée offre aux travailleurs des conditions de travail sûres et de nouvelles options de carrière dans une industrie en évolution rapide. La construction en usine propose une solution: au lieu de lutter contre les éléments sur un chantier de construction, les travailleurs effectuent leurs tâches dans un cadre contrôlé. Ce cadre contrôlé facilite les processus standardisés, permettant aux employeurs d’offrir une formation dans les technologies de construction avancées.
« IUnit illustre cette approche en concevant des unités de logement entièrement équipées de systèmes de chauffage, de refroidissement et d’énergie avant de quitter l’usine », a déclaré Pless. « Cela non seulement rationalise la construction; il crée une demande pour une main-d’œuvre qualifiée formée à la construction, à l’automatisation et à la technologie des maisons intelligentes économes en énergie. C’est un gagnant-gagnant. »
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