Une maison en avance sur son temps

La disponibilité d’une maison réaliste sans occupants humains était cruciale, dit Farmer. « Il n’y a aucune personne raisonnable qui serait prête à ce que de la fumée de feu de forêt soit ajoutée à sa maison juste pour le bien de la science. »

Les mesures ont montré que les produits chimiques contenus dans la fumée adhéraient et pénétraient dans les murs et autres surfaces de la maison plus que prévu, même lorsque les chercheurs utilisaient des purificateurs d’air commerciaux. En conséquence, les occupants pourraient être exposés aux produits chimiques de la fumée longtemps après qu’ils aient cessé d’entrer de l’extérieur.

Les scientifiques ont également constaté que passer l’aspirateur, épousseter ou nettoyer les surfaces réduisait considérablement l’exposition des occupants aux composés nocifs. En revanche, l’ouverture des fenêtres a initialement réduit les concentrations de produits chimiques, mais cet avantage a rapidement disparu lorsque les fenêtres ont été refermées.

Les environnements intérieurs comportent beaucoup plus de surfaces que les environnements extérieurs, et les composés adhérant à ces surfaces créent une « source presque infinie de produits chimiques » qui peuvent contaminer l’air intérieur, explique Poppendieck. Il est donc essentiel de prêter attention aux surfaces pour éliminer les contaminants intérieurs. Il dit que les principaux résultats de l’étude sur la fumée « n’étaient pas une surprise, mais c’était une bonne confirmation ».

L’équipe a publié ses premières conclusions en octobre dernier dans la revue Avancées scientifiques, et une description de l’ensemble du projet dans Sciences de l’environnement : processus et impacts.

L’équipe CASA a également constaté que même sDes utilisations apparemment mineures de produits commerciaux ou d’activités quotidiennes peuvent modifier considérablement les produits chimiques flottant à l’intérieur d’une maison. D’autres articles détaillant ces résultats seront publiés dans les mois à venir.

«Le projet CASA met vraiment en évidence l’importance de pouvoir faire travailler des chercheurs universitaires avec des agences fédérales pour repousser les limites de la recherche», déclare Farmer. « Nous pouvons utiliser l’enthousiasme et la capacité des universités ainsi que les installations et l’expertise du NIST. »

Modéliser un avenir plus vert

L’un des résultats les plus importants de la maison zéro émission nette a été la validation et l’amélioration de modèles informatiques tels que le modèle open source du ministère de l’Énergie. ÉnergiePlusdéclare Brian Dougherty, ingénieur en mécanique du NIST, qui coordonne les recherches à la maison depuis la retraite de Fanney. Ce modèle est largement utilisé pour estimer la consommation énergétique des bâtiments, mais lui et des modèles similaires ont été construits principalement à partir de données provenant de bâtiments conventionnels plutôt que de maisons efficaces.

Les scientifiques du NIST ont également utilisé les mesures de la maison nette zéro pour vérifier les modèles produits par CONTAMun logiciel du NIST qui compte parmi les meilleurs au monde pour simuler le flux d’air et l’exposition aux polluants à l’intérieur des bâtiments. Les chercheurs ont associé EnergyPlus et CONTAM pour modéliser la façon dont la température, l’énergie et la pollution de l’air interagissent, allant au-delà de ce que l’un ou l’autre modèle pourrait réaliser seul.

Grâce à des années de mesures de la maison à bilan net zéro, les scientifiques ont pu valider que le modèle couplé prédisait avec précision comment les concentrations de produits chimiques tels que le formaldéhyde et les retardateurs de flamme augmentent et diminuent en fonction des changements de température et des conditions météorologiques, renforçant ainsi la confiance selon laquelle le modèle capture les principales caractéristiques des maisons efficaces.

« Nous sommes assez convaincus qu’il s’agit d’un bon modèle, mais vérifier qu’il pourrait bien fonctionner dans un bâtiment réel, c’était une bonne chose de cette étude », déclare Stuart Dols, ingénieur en mécanique au NIST qui dirige le développement de CONTAM. « C’était une très bonne opportunité pour nous de travailler avec un bâtiment à très faible infiltration. »

Poppendieck ajoute qu’un article du projet CASA utilisant les résultats de l’étude sur la fumée pour valider et affiner davantage CONTAM est en préparation.

Un domaine dans lequel la maison n’a pas eu d’impact majeur – du moins pas encore – est celui de stimuler une vague de construction de maisons nettes zéro. Selon Dougherty, le principal obstacle est le coût. Les panneaux solaires, l’isolation, les équipements de ventilation et autres technologies nécessaires pour atteindre le zéro net ont ajouté 162 700 $ à ce qu’il aurait coûté pour simplement répondre aux exigences du code du bâtiment du Maryland à l’époque, selon une estimation de l’économiste du NIST Joshua Kneifel. Récupérer cet investissement aurait nécessité des décennies d’économies d’énergie – plus longtemps que la plupart des propriétaires ne peuvent attendre.

En effet, une étude de modélisation réalisée en 2015 par Kneifel et d’autres a révélé que les maisons qui offraient le meilleur rapport qualité-prix aux acheteurs étaient construites pour dépasser les exigences d’efficacité énergétique des maisons du Maryland, mais n’atteignaient pas le zéro net.

Aujourd’hui, nous assistons à une nouvelle vague d’enthousiasme pour l’efficacité énergétique des maisons. Et grâce à la baisse des prix des technologies d’énergie verte, aux nouveaux codes de construction gouvernementaux et aux incitations financières, la construction à zéro émission nette pourrait être plus réalisable que jamais sur le plan économique. Même les constructeurs qui ne visent pas l’objectif de zéro émission nette peuvent bénéficier de meilleures connaissances scientifiques sur la manière dont les technologies et pratiques d’économie d’énergie affectent la consommation d’énergie et la qualité de l’air et de l’eau intérieurs.

Par exemple, dit Kneifel, les panneaux solaires sont devenus si bon marché qu’il peut désormais être plus rentable d’ajouter des panneaux supplémentaires à une maison et de produire plus d’électricité, plutôt que d’ajouter de grandes quantités d’isolation pour réduire considérablement la consommation d’énergie, comme l’a fait l’équipe du NIST. .

« Dans le Maryland, si vous restez dans une maison pendant 15 ans, je pense que le calcul permet de se rapprocher de zéro net, sinon jusqu’au bout », explique Kneifel. «Je pense que dans la plupart des cas, vous pouvez vous rapprocher du zéro net de manière rentable.»

Une autre leçon importante de la maison zéro émission nette est apparue au fil du temps, dit Healy. Les constructeurs remettent parfois en question la durabilité des maisons efficaces – certains craignent, par exemple, qu’une étanchéité trop serrée d’une maison puisse permettre à la moisissure de se développer. La maison à consommation nette zéro a montré qu’une bonne conception peut prévenir de tels problèmes et créer une structure qui résiste à l’épreuve du temps, explique Healy.

« Il existe de nombreux systèmes qui ont vraiment bien fonctionné. La maison a été bien construite ; Après 12 ans, ça résiste bien », dit Healy. « Si vous prêtez attention aux détails de l’efficacité énergétique, cela présente d’autres avantages. »

Le prochain grand projet à l’ordre du jour pour la maison, dit Dougherty, est une expérience visant à mesurer les performances des pompes à chaleur géothermiques – une technologie coûteuse mais très efficace qui fait circuler le fluide dans des tuyaux souterrains, exploitant les températures quasi constantes de la Terre pour chauffer. et rafraîchir la maison. C’est une expérience qui attend depuis plus d’une décennie : les pompes à chaleur et trois ensembles différents de canalisations souterraines ont été installés pendant la construction, mais en raison de la concurrence entre les chercheurs souhaitant utiliser la maison, ils n’ont jamais été allumés.

Lorsqu’ils le seront enfin, ce sera une nouvelle démonstration qu’une décennie plus tard, la maison unique du NIST continue de produire des données qui peuvent nous aider tous à vivre un peu plus vert.