Comparaison de la consommation d'énergie des systèmes de surpression simples et divisés en zones

Jun 09, 2023

Depuis l’Antiquité, les dirigeants de l’État ont accordé une grande importance aux grandes structures afin de se forger une perception de richesse et de pouvoir. Aujourd’hui, les immeubles de grande hauteur sont devenus des centres portuaires et commerciaux de grandes villes dont la population ne cesse de croître. Le nombre d'immeubles de grande hauteur a augmenté en raison de l'amélioration des techniques de construction et de l'attrait des constructeurs pour les immeubles de grande hauteur en raison de l'intérêt porté à ces structures. Selon la National Fire Protection Association (NFPA), les bâtiments de plus de 23 mètres (75 pieds) sont classés comme des immeubles de grande hauteur [1].

Les immeubles de grande hauteur entraînent une consommation d’énergie élevée en raison du nombre d’habitants qu’ils abritent. Dans cette déclaration, la consommation d'énergie nécessaire au pompage de l'eau potable dans les immeubles de grande hauteur est examinée expérimentalement.

Küçükyalı a souligné l'importance de l'application de systèmes de surpression efficaces dans les immeubles de grande hauteur et du zonage de pression pour la conception des systèmes. Selon l'auteur et ingénieur Rüknettin Küçükyalı, les objectifs du zonage de pression sont de réduire la pression statique, de réduire la différence de pression supérieure/inférieure et de contrôler le débit du fluide [2].

De plus, il a résumé comme suit les mesures qui peuvent être prises dans les systèmes de surpression [2] :

Lorsque l'on considère cette étude expérimentale et ses résultats, on constate que les recommandations de Küçükyalı sont soutenues.

Dans l'étude, les différences entre la méthode de division du système d'approvisionnement en eau propre du bâtiment en zones et les systèmes à zone unique dans les applications d'approvisionnement en eau propre ont été examinées.

L'étude a été réalisée dans deux blocs de bâtiments identiques sur un même site. Ces immeubles résidentiels ont le même nombre d’étages, d’appartements et le même nombre d’habitants.

Les deux immeubles ont des étages et 62 appartements. Dans l’étude, les noms de blocs sont appelés B2 et B3, comme ils sont nommés sur le site. (Image 1).

Dans la conception du bâtiment, la pressurisation de l'eau propre est assurée par des groupes de surpression. L'eau de ville alimente deux réservoirs d'eau de 25 mètres cubes (m3), soit un total de 50 m3 dans chaque bâtiment du deuxième étage. Dans les deux bâtiments, le système est divisé en deux zones, supérieure et inférieure. Les systèmes de pompe qui mettent sous pression chaque zone sont conçus séparément. La zone inférieure alimente en eau du premier au sixième étage et la zone supérieure du septième au 14e étage. Voici à quoi ressemble la conception du système d’eau potable dans les blocs B2 et B3. (Image 2)

Le type de système d'eau propre du bloc B2 est un système à deux zones. Le bâtiment comporte deux zones, chacune alimentée par un booster séparé. Dans la zone inférieure, une pression constante de 6 bars est assurée par deux réservoirs sous pression de 200 litres. Dans la zone supérieure, une pression constante de 10 bars est assurée par deux réservoirs sous pression de 300 litres. Les informations sur le booster de la zone inférieure sont présentées dans le tableau 1, la zone supérieure dans l'image 2.

Le type de système d’eau propre du bloc B3 est un système à double zone. Le bâtiment comporte deux zones, alimentées par un booster. Deux réservoirs sous pression de 300 litres fournissant une pression constante de 10 bars sont utilisés dans le système. (Image 2).

Dans les deux bâtiments, des boosters de la même marque ont été utilisés. Les surpresseurs utilisaient des pompes centrifuges verticales à plusieurs étages en acier inoxydable. Un convertisseur de fréquence a été utilisé pour faire fonctionner les boosters dans les deux bâtiments.

Tous les boosters ont trois pompes. (Image 3).

Les chiffres de consommation d'eau ont été relevés à partir des compteurs d'eau des bâtiments et la consommation d'électricité à partir des compteurs électriques fixés aux boosters. La période de mesure a duré environ trois semaines et les relevés de données ont été effectués en moyenne trois fois par semaine. Avec des lectures à périodes fixes, les chiffres des deux bâtiments sont examinés. Les consommations d'eau dans les bâtiments sont mesurées et les consommations énergétiques des boosters sont évaluées. Ainsi, la méthode la plus efficace pour les deux bâtiments est déterminée.

Suite aux mesures et relevés, les différences de consommation entre les deux bâtiments apparaissent clairement. (Tableau 5).