La vague de chaleur fait plus que doubler la consommation d'énergie de refroidissement dans les bâtiments commerciaux.

En juillet 2022, une vague de chaleur record a frappé l'Europe. Les températures élevées peuvent avoir des effets importants sur la consommation d'énergie des bâtiments et, compte tenu de la probabilité accrue d'occurrence et de la flambée des prix de l'énergie, les exploitants de bâtiments doivent être conscients de l'impact d'un climat plus chaud sur les composants de leurs bâtiments et sur leur budget d'exploitation.

En utilisant les données énergétiques et météorologiques de la base de données Ento Labs (actuellement 7000 bâtiments), nous avons entrepris d'étudier les effets des vagues de chaleur sur la consommation d'énergie des bâtiments.

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La consommation d'énergie des bâtiments est très sensible à la température.

Une partie essentielle de l'analyse d'Ento Labs consiste à modéliser la consommation d'énergie en tenant compte des données météorologiques, parmi un large éventail de variables qui déterminent la consommation dans les bâtiments commerciaux. À partir de ces modèles, nous pouvons extraire des profils de refroidissement qui montrent comment la consommation d'énergie des bâtiments est affectée à certaines températures. (Un profil de refroidissement est un graphique de la consommation d'énergie du système de refroidissement en fonction de la température extérieure).

Un profil de refroidissement typique pour les bâtiments situés dans un climat relativement froid, par exemple en Europe du Nord, présente une dépendance non linéaire à la température. Plus il fait chaud, plus le système de refroidissement consomme de l'énergie, de sorte que le profil de refroidissement s'incurve vers le haut, comme le montre la figure ci-dessous. Le profil de refroidissement présente également un "coude" caractéristique à la température extérieure où le système de refroidissement du bâtiment se met en marche. Cela donne des informations sur les points de consigne du système de refroidissement et sur la qualité de l'isolation du bâtiment, informations qui sont importantes lors de la sélection des bâtiments à rénover ou à optimiser.

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Les vagues de chaleur entraînent des besoins de refroidissement excessifs.

Quelle a été l'incidence de la récente vague de chaleur sur la consommation d'énergie pour le refroidissement des bâtiments ? En analysant les données de consommation d'énergie de plus de 7000 bâtiments publics et commerciaux, nous avons constaté une augmentation significative de la consommation d'énergie pour le refroidissement pendant la vague de chaleur. La figure ci-dessous montre la distribution du pourcentage d'augmentation de la consommation d'électricité pour le refroidissement pendant la vague de chaleur. L'effet est clair pour tous les types de bâtiments, mais nous constatons des différences entre les supermarchés, les magasins de détail et les immeubles de bureaux.

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Les supermarchés voient leur consommation d'énergie augmenter d'environ 129 % pour la climatisation, les magasins de détail d'environ 125 % et les bureaux de 165 % ! Ces données indiquent que les vagues de chaleur ont un effet important sur la consommation d'énergie des bâtiments.

Selon Poul Abilgaard, spécialiste des données énergétiques chez Ento Labs, ce résultat est dû à la combinaison de deux effets. Les systèmes de refroidissement de nombreux bâtiments ont un point de consigne relativement élevé et ne fonctionnent donc que pendant quelques heures au cours d'une journée d'été normale sous ces latitudes, lorsque le soleil est au plus haut dans l'après-midi. En revanche, lors d'une vague de chaleur, la température est élevée toute la journée et les systèmes de refroidissement doivent donc fonctionner plus longtemps pour maintenir la même température interne.

Le second effet est un besoin accru de refroidissement mécanique à mesure que les températures augmentent. Aucune enveloppe de bâtiment ne peut être parfaitement isolée contre les échanges de chaleur avec l'extérieur. Il en résulte une consommation d'énergie relativement plus élevée pour le refroidissement par degré où la température extérieure est supérieure à la température intérieure souhaitée. Cette augmentation est à l'origine de l'augmentation non linéaire de la consommation d'énergie observée dans les profils de refroidissement. En termes simples, un bâtiment mal isolé consomme beaucoup d'énergie lorsqu'il essaie de rester froid.

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Les effets financiers des vagues de chaleur.

Si l'on examine les prix de l'énergie pendant la vague de chaleur, il semble qu'ils aient été plus élevés que prévu. Au Danemark, les prix au comptant de l'électricité ont augmenté de 32 % par rapport au reste du mois de juillet. Au Royaume-Uni, les habitants du sud de Londres ont connu des périodes où les prix ont augmenté de 5 000 %.

Les vagues de chaleur qui frappent l'Europe du Nord mettent à rude épreuve l'ensemble de l'économie. Selon les économistes et les experts du climat, les chercheurs estiment qu'en moyenne, les vagues de chaleur ont réduit la croissance annuelle globale du PIB en Europe de 0,5 % au cours de la dernière décennie. La demande augmente en raison de la hausse des températures, ce qui pousse à leurs limites les producteurs d'électricité en raison des prix élevés de l'énergie.

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Les vagues de chaleur sont de plus en plus fréquentes en raison du changement climatique.

Les vagues de chaleur comme celle de début juillet sont de plus en plus fréquentes en raison du changement climatique. Dans les décennies à venir, nous assisterons à des fluctuations plus importantes de la consommation d'électricité pour le refroidissement pendant les mois d'été. Il en résultera des besoins en infrastructures électriques de plus grande capacité, des prix de l'électricité plus élevés et des défis opérationnels et financiers pour l'exploitant du bâtiment.

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Les projections climatiques britanniques pour les prochaines décennies indiquent une augmentation significative de la fréquence des vagues de chaleur. Nous nous attendons à ce qu'il y ait davantage de vagues de chaleur, chacune d'entre elles pouvant durer plus longtemps.

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