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Les membres de la National Fire Protection Association (NFPA) ont récemment conclu les discussions sur la mise à jour de l’article 220.12 du NEC (National Electrical Code) pour l’aligner sur une série de codes de l’énergie, ainsi que pour tenir compte des solutions d’éclairage à plus haute efficacité dans les bâtiments commerciaux et de santé. .

Étant donné que de nombreuses solutions d’éclairage d’aujourd’hui sont de plus en plus écoénergétiques, la demande actuelle de systèmes d’alimentation est moindre. Ces gains d’efficacité nécessitent des révisions approfondies du tableau de calcul utilisé pour déterminer les voltampères (VA) par pied carré. De nombreuses structures commerciales sont aujourd’hui construites selon des éditions spécifiques du code de l’énergie ou une norme établie par l’American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). Les mises à jour NEC 2020 alignent désormais le NEC avec ces codes d’énergie, ce qui permet une installation plus facile et plus cohérente sur le terrain.

Non seulement les modifications apportées à l’article 220.12 rationalisent les codes de l’industrie et le langage des normes, mais elles aident également les ingénieurs de conception à créer des calculs de charge qui reconnaissent des charges d’éclairage plus efficaces. Cela peut entraîner une baisse des coûts d’infrastructure et aider à financer des solutions de sécurité améliorées.

Eaton

Le changement de 2020

Des modifications ont été apportées aux bâtiments de santé et commerciaux. Dans le secteur de la santé, le panneau de création de code 2 (CMP2) du NEC a supprimé les facteurs de demande du calcul de la charge d’éclairage. Les hôpitaux sont radicalement différents des grandes installations qui étaient courantes il y a 40 ans. Aujourd’hui, l’industrie des soins de santé se tourne vers les petites installations chirurgicales et ambulatoires, qui nécessitent une approche différente pour les calculs de charge d’éclairage. De plus, le CMP2 ne disposait pas des données de l’ASHRAE et d’autres organisations nécessaires pour valider les réglementations réduisant l’éclairage hospitalier à 32%. Sans les données nécessaires pour permettre la réduction, les valeurs de déclassement pour l’éclairage des hôpitaux ont été supprimées.

Dans les bâtiments commerciaux, la valeur VA par pied carré a été réduite (à quelques exceptions près) pour s’aligner sur les codes de l’énergie d’occupation. Des exemples de changements de VA par pied carré incluent les banques de 3,2 à 1,3; hôtels et motels de 2 à 1,7; garages de 0,5 à 0,3; hôpitaux de 2 à 1,6; et palais de justice du 2 au 1.4. Les armureries et les auditoriums sont passés de 1 à 1,7.

De plus, les occupations commerciales correspondent désormais à celles fixées par l’ASHRAE. Le tableau de calcul comprend des notes de bas de page qui aident les utilisateurs de NEC à comprendre le changement dans les désignations de type d’occupation et à clarifier les types d’occupation et les traductions linguistiques plus anciens par rapport aux plus récents. Voici quelques exemples de désignation:

  • Manèges et auditoriums, considérés comme des occupations de type gymnase
  • Chambres Lodge, considérées comme similaires aux hôtels et motels
  • Bâtiments commerciaux industriels de type loft, considérés comme des occupations de type manufacturier
  • Banques, considérées comme des emplois de type bureau
  • Garages et entrepôts commerciaux, considérés comme des occupations de garage de stationnement
  • Clubs, considérés comme des restaurants
  • Salons de coiffure et salons de beauté, considérés comme des commerces de détail
  • Magasins, considérés comme des commerces de détail

La justification du changement

Bien que l’article 220.12 ait peu changé depuis son adoption par la NEC en 1971, les initiatives en matière de technologie et de durabilité ont considérablement progressé. En raison des technologies écoénergétiques pour les structures, de LEED et d’autres efforts de conservation d’énergie et des mises à jour des codes et normes énergétiques, le NEC devait créer la parité.

Des conversations de l’industrie concernant la taille de l’équipement d’entrée de service par rapport à la charge réelle, aux transformateurs et similaires ont été entendues pendant au moins les deux derniers cycles de code. Les professionnels de l’industrie ont réalisé que les technologies écoénergétiques avaient progressé à un point où les calculs de charge étaient soupçonnés d’être largement surestimés.

Certains dans l’industrie ont affirmé que les résultats du calcul de la charge ne représentaient plus ce qui se passe dans les applications du monde réel grâce à des technologies qui utilisent moins d’énergie, telles que les lampes LED, les fluorescents, les transformateurs à haute efficacité et les variateurs de fréquence. Des empreintes énergétiques plus faibles ont un impact sur les calculs de charge utilisés pour déterminer la taille du circuit de dérivation, les départs et tout le reste associé à la fourniture d’énergie, ce qui incite le NEC à apporter des modifications qui garantissent une meilleure sécurité.

La base de l’alignement ASHRAE

Lorsque de nombreuses structures sont construites, les exigences de l’ASHRAE adoptées par un État ou une juridiction locale dictent la VA par pied carré, et les constructeurs ne peuvent pas dépasser ces exigences. Cependant, CMP2 a compris que toutes les juridictions n’adoptent pas la dernière norme ASHRAE. Certains États utilisent des exigences ASHRAE plus anciennes, et certaines juridictions n’adoptent pas du tout les exigences. Cela a joué un rôle dans la langue incluse dans le NEC.

Des valeurs VA inférieures par pied carré influent sur des tailles d’alimentation et de service plus petites, qui, si elles sont incorrectes, pourraient être très coûteuses à réparer après coup. Les membres de la NFPA ont examiné différents types de bâtiments et les données de recherche de l’ASHRAE. Le groupe de travail associé à cet effort a tracé des courbes VA pour des bâtiments de différentes tailles. Pour obtenir un consensus et obtenir des changements, le NEC a quelque peu abaissé les valeurs VA pour tenir compte des juridictions qui n’adoptent pas la dernière version des normes ASHRAE ou d’autres codes de l’énergie. Un compromis a été trouvé en utilisant la version 2000 d’ASHRAE 90.1 comme référence uniforme pour les valeurs VA.

Impacts financiers et implications pour la sécurité

Certains professionnels de l’industrie ont signalé que, lors du placement d’un ampèremètre sur les conducteurs de service d’une structure, les courants de charge montraient une marge considérable entre la capacité et l’utilisation réelle. Les installations consomment généralement moins d’énergie en raison de l’équipement d’éclairage à haut rendement installé et des facteurs conservateurs que les ingénieurs concepteurs peuvent utiliser pour garantir une capacité de croissance future. (Les solutions écoénergétiques ne sont pas requises par le Code, mais sont installées en raison des économies d’énergie qu’elles offrent.)

Il est important d’inclure des services de bonne taille dans des structures qui répondent aux objectifs de conception dictés par les désirs et les besoins des clients. Les modifications apportées au Code offriront un allégement financier aux infrastructures électriques en renonçant aux équipements inutiles, mais l’ingénieur concepteur doit toujours garder un œil attentif sur les besoins du client. Les modifications aident l’ingénieur concepteur à réduire la taille de l’équipement de distribution électrique là où les objectifs de conception le permettent. Cela pourrait se traduire par moins de fil et d’autres équipements connexes. Avec cela, nous espérons que l’accent sera mis sur la fourniture de technologies de sécurité pour nos travailleurs en électricité. Les financements initialement destinés à la distribution d’électricité peuvent être réaffectés à des solutions de sécurité pour les équipements de branchement, d’alimentation et d’entrée de service.

Utilisation du code comme guide de conception

L’article 90 du NEC stipule que le Code ne doit pas être utilisé comme référence de conception. Le libellé de l’article 220.12 illustre pourquoi. Comme mentionné, une note d’information est jointe au 220.12. Il indique: «Les valeurs unitaires du tableau 220.12 sont basées sur des conditions de charge minimale et un facteur de puissance de 100% et peuvent ne pas fournir une capacité suffisante pour l’installation envisagée.» En substance, cela signifie que les directives peuvent ne pas être suffisantes pour une installation. Ainsi, bien que l’installation puisse être sûre, elle peut ne pas s’allumer car il n’y a pas assez d’énergie pour alimenter la charge.

Les concepteurs peuvent vouloir se concentrer sur les souhaits des clients et créer des calculs de charge en fonction des besoins actuels et futurs d’un système de distribution. De nombreux concepteurs se tournent vers le Code avant de créer leurs conceptions, mais ils devraient en fait faire le contraire. Une recommandation pour les planificateurs est de répondre d’abord aux désirs et aux besoins des clients, puis de vérifier leurs conceptions par rapport au code pour assurer l’alignement.

Que pourrait nous réserver l’avenir?

Bien que des économies financières et des améliorations de sécurité aient été apportées, le NEC cherche à faire plus pour influencer les calculs de charge dans les environnements de soins de santé et les structures commerciales.

Soins de santé. Les représentants des soins de santé croient que les calculs de charge sont souvent élevés car, dans une salle d’opération, par exemple, de nombreux réceptacles sont installés. Cela a du sens: les médecins ne veulent jamais se retrouver sans options d’alimentation lorsque la vie est en jeu. Mais les prises supplémentaires provoquent un dimensionnement excessif de l’infrastructure. Et, dans la pratique, de nombreux récipients ne sont pas utilisés. Le NEC étudie actuellement ce qui, le cas échéant, peut être fait pour améliorer les calculs de la charge des réceptacles pour les hôpitaux et d’autres types d’occupation, tels que les cliniques, les cabinets médicaux et les centres de soins ambulatoires.

Structures commerciales. Un groupe de travail a lancé un projet de recherche en collaboration avec la NFPA Research Foundation. L’équipe mesure activement la consommation d’énergie des prises dans divers bâtiments commerciaux pour déterminer si des recommandations supplémentaires de calcul de charge sont une option. Le rapport du groupe de travail influencera fortement la phase de contribution du public à la révision du code 2023.

De meilleurs calculs améliorent l’efficacité et la sécurité

Il est essentiel de trouver un équilibre lors du calcul de la VA. Si les calculs de charge sont trop faibles, les concepteurs peuvent probablement planifier et installer un équipement insuffisant, ce qui entraîne une situation coûteuse à réparer après coup. Si les calculs de charge sont trop élevés, il est possible de surpayer pour des équipements inutiles.

Les nouveaux calculs de charge de l’article 220.12 font plus pour aider les concepteurs à bien faire les choses la première fois. Les changements aideront les concepteurs à économiser de l’argent, ce qui, espérons-le, incitera leurs clients à réaffecter des fonds pour les dispositifs de sécurité utilisés pour réduire la maintenance des équipements sous tension sur le terrain.

Thomas Domitrovich, PE, LEED AP, est vice-président des ventes techniques chez Eaton, ainsi qu’un ingénieur électricien. Il est activement impliqué dans diverses organisations de l’industrie électrique, se concentrant sur la croissance continue de la sécurité électrique. Il siège au NFPA Code Making Panel 2 pour le développement continu du National Electrical Code (NFPA 70).

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