Le bureau le plus efficace sur le plan énergétique de Singapour d'ici 2018

Une suite de technologies de chauffage à faible consommation d'énergie qui fonctionne bien en Europe continentale se traduirait-elle bien dans les bâtiments de refroidissement dans les climats chauds et humides ? Le projet 3for2, qui se concentre principalement sur les technologies de climatisation, a finalement trouvé sa place à Singapour, où la climatisation représente environ 60% de la consommation d'énergie des bâtiments.

"Nous sommes venus avec nos concepts 'européens' de chauffage et de refroidissement pour des climats modérés, bien conscients que le contexte climatique à Singapour est bien plus exigeant et extrême. Alors que dans notre climat, nous sommes habitués à l'alternance de chaud et de froid, de périodes sèches et humides, le climat tropical à Singapour est constamment chaud et humide, ce qui en fait le 'pire scénario' pour la création d'espaces intérieurs confortables", déclare le professeur Arno Schlueter, leader du projet 3for2 et professeur d'architecture et de systèmes de construction à l'ETH Zurich.

Après quatre ans de recherche appliquée, aujourd'hui, le 550 m² Le siège de l'United World College South East Asia (UWCSEA), '3for2@UWCSEA', est un laboratoire vivant du projet de recherche appliquée '3for2' mené par l'ETH Zurich en partenariat avec Siemens Building Technologies et l'UWCSEA. Le projet est la mise en œuvre pilote du concept de conception de bâtiment '3for2' développé par des chercheurs en architecture et en ingénierie au Singapore-ETH Centre, un centre de recherche conjoint établi par l'ETH Zurich et la National Research Foundation (NRF) de Singapour.

Le concept '3for2', qui intègre le design et la construction, offre un changement de paradigme dans la façon dont les bâtiments durables de grande hauteur peuvent être réalisés, en particulier dans les régions d'Asie qui s'urbanisent rapidement. Il propose que de nouvelles technologies légères et à faible consommation d'énergie pour la climatisation et les services associés puissent être intégrées avec succès dans les structures des bâtiments, permettant ainsi d'économiser non seulement de l'énergie, mais aussi un espace et des matériaux considérables.

"Malgré des décennies de développement technologique, le déploiement à grande échelle de technologies d'air conditionné compactes et à haute efficacité énergétique dans le secteur du bâtiment commercial n'a pas encore eu lieu en dehors de quelques pays européens. Il y a plusieurs raisons à cela, l'une d'entre elles étant la nature du marché de la construction et les pratiques de conception des bâtiments. Les technologies de conditionnement d'air sont généralement sélectionnées lors de la phase de conception du bâtiment par les promoteurs et leurs consultants, qui ne supporteront pas le coût de la consommation d'énergie future d'un bâtiment. Il est difficile de convaincre les développeurs d'investir dans ces systèmes d'air conditionné très efficaces s'ils ne bénéficient pas des avantages à long terme d'une baisse des factures d'énergie", déclare le professeur Arno Schlueter, leader du projet 3for2 et professeur d'architecture et de systèmes de construction à l'ETH Zurich. He adds, "the 3for2 concept attempts to address these split incentives by proposing a holistic design concept that saves materials, space, and energy. Ces bâtiments plus durables aident les développeurs à réduire les coûts de construction et à augmenter les surfaces de plancher utilisables, tout en permettant aux locataires de bénéficier de factures d'électricité nettement moins élevées".

Afin d'explorer la viabilité du concept de bâtiment de grande hauteur '3for2', l'équipe du professeur Schlueter a établi en 2014 un partenariat conjoint avec Siemens Building Technologies et l'UWCSEA de Singapour - l'une des plus grandes écoles internationales du monde - pour développer une mise en œuvre pilote à un seul niveau du concept, appelée '3for2@UWCSEA'. Au cours d'une période rapide de 18 mois, des chercheurs de l'ETH Zurich ont été chargés de superviser la conception et la construction des 550 mètres de murs.² Espace de bureau pilote au sein des nouveaux 20,000 m de l'UWCSEA² building. L'espace 3for2@UWCSEA achevé fait désormais office de laboratoire vivant du concept '3for2', avec des chercheurs menant un programme de deux ans sur l'évaluation des performances et l'optimisation des technologies installées.

Pour Siemens Building Technologies, en tant que partenaire industriel clé et promoteur du projet, le projet a représenté une opportunité de s'engager dans les nouvelles avancées de la recherche universitaire sur les systèmes de construction, et de partager son expertise en tant que développeur de systèmes intelligents d'automatisation du bâtiment (BAS) pour la région Asie-Pacifique. In particular, in the 3for2@UWCSEA project, Siemens installed its pioneering building management system Desigo CC, with over 1,000 sensor and control points feeding data into a web-accessible server at one-minute intervals.

M. Helmut Macht, CTO de Siemens Building Technologies, a déclaré "Singapour, avec ses 'utilisateurs pilotes' à la pensée avant-gardiste comme l'UWCSEA, offre l'environnement parfait pour la recherche et les essais pilotes de technologies innovantes à faible consommation d'énergie et de stratégies de contrôle qui seront ensuite appliquées aux marchés urbains à haute densité dans les climats tropicaux du monde entier."M. Peter Halliday, responsable de Siemens Building Technologies ASEAN, a ajouté : "Nous avons vu ce projet passer de la conception à la mise en œuvre et il est devenu un exemple éclatant du potentiel que recèle réellement le secteur du bâtiment vert. Siemens continuera à soutenir l'UWCSEA et l'industrie dans la découverte de nouvelles possibilités qui élèvent le niveau des bâtiments verts en Asie-Pacifique".

En décembre 2015, l'espace 3for2@UWCSEA est devenu pleinement occupé par ses occupants de longue date, le personnel administratif et la direction de l'UWCSEA. Depuis lors, les chercheurs du projet ont combiné des données de performance précoces. Ces données montrent maintenant que, sur trois semaines de fonctionnement en décembre, la consommation d'énergie de l'espace de bureaux 3for2@UWCSEA se situait déjà parmi les 10% les plus bas des grands immeubles de bureaux dans le pays.

Toutefois, "ce sont des jours très précoces", déclare le Dr Adam Rysanek, chercheur principal à l'ETH Zurich et chef de projet de la 3for2@UWCSEA. "Bien que nous soyons ravis de voir que notre système est déjà parmi les plus performants en termes d'efficacité énergétique des bâtiments de bureaux à Singapour, un certain nombre de nos principaux objectifs de performance ne seront atteints qu'à la fin du projet, dans deux ans. Sur la base de ces indicateurs de performance initiaux, nous devrions être en mesure de réduire notre empreinte énergétique de 40% supplémentaires après avoir finement ajusté les systèmes que nous avons déjà installés - et en avoir installé de nouveaux d'ici 2018".

Indeed, while the launch of the 3for2@UWCSEA project on 19 January 2016 represent the culmination of a successful design, construction, and commissioning phase that spanned 1.5 years, it was in fact a turning point into the core research phase of the project. "En tant que chercheurs dans le domaine des bâtiments à haute efficacité énergétique, nous avons été confrontés à une opportunité de recherche incroyable avec le projet 3for2@UWCSEA à Singapour", a déclaré le Dr Rysanek. "Ce n'est pas dans beaucoup d'endroits dans le monde qu'il a été possible pour des chercheurs universitaires d'essayer et d'étudier autant de nouvelles idées dans un cadre réel".