Résumé
Construit en 1982, le North Carolina Museum of Art (NCMA) de quatre étages et de 171 870 pieds carrés comprend des bureaux, des espaces d’exposition et des opérations de restauration. Chaque mois, 25 000 visiteurs visitent la collection de trésors de la NCMA, d’une valeur de plus de 1 milliard de dollars. La collection permanente du musée s’étend sur plus de 5 000 ans, de l’Égypte ancienne à nos jours, faisant de l’institution l’un des premiers musées d’art du sud-est. Des experts en conservation et des exploitants de bâtiments sont chargés de travailler avec le bâtiment et ses systèmes pour présenter et protéger la collection pour que les citoyens et les visiteurs de la Caroline du Nord puissent en profiter maintenant et pour les générations à venir.
Défi
Le North Carolina Museum of Art connaissait de grandes fluctuations de température et d’humidité, avec des variations de 30 % d’humidité en hiver et jusqu’à 60 % en été. Ce qui aurait pu être une simple nuisance pour un autre type d’installation était une responsabilité pour le musée. Les variations climatiques pourraient entraîner l’expansion et la contraction des toiles, entraînant un vieillissement prématuré, et entraver la capacité du musée à accueillir des expositions d’art itinérantes nationales avec des exigences environnementales strictes.
Bien que les gestionnaires des installations sachent que le budget de l’État ne permet pas d’obtenir les fonds nécessaires à l’amélioration du système, ils savent également que sans mises à niveau, le musée pourrait potentiellement être une « chambre de vieillissement artificiel » pour ses œuvres d’art. Outre la préservation de ses trésors, les objectifs du musée comprenaient la réduction de ses coûts d’exploitation, de sa consommation d’énergie et de ses émissions de gaz à effet de serre, dans le cadre d’un programme de durabilité plus large.
Solution
En utilisant le processus d’appel d’offres PC de la Caroline du Nord, la NCMA a demandé des propositions de mise à niveau à plusieurs fournisseurs de conception/construction. Sur la base des économies proposées, ainsi que de l’approche créative et des antécédents de l’entreprise en matière de services, le ministère de l’Administration de la Caroline du Nord a attribué à Trane le premier projet d’amélioration des immobilisations de l’État financé par une législation et des processus de passation de contrats de performance récemment adoptés. Les contrats de performance permettaient aux exploitants d’installations appartenant au gouvernement de financer des rénovations et des améliorations en fonction des économies futures garanties d’utilité et d’exploitation.
Contrôle du débit d’air et du point de rosée
Une unité modulaire de traitement de l’air extérieur dédiée au changement™ de climat Trane a été installée pour prétraiter, mesurer et contrôler le débit d’air et le point de rosée de l’air extérieur entrant dans l’installation. Les quatre unités de traitement d’air à volume constant existantes ont été converties en unités à volume d’air variable afin de réduire la consommation d’énergie. Pendant les heures inoccupées, un certain nombre de ventilateurs d’extraction sont désactivés et le débit d’air est réduit pour tenir compte de la réduction de l’air évacué du bâtiment.
Centralisation du contrôle de l’humidité
Le système d’air extérieur dédié utilise un système centralisé d’humidification à brouillard froid à haute pression et de haute pureté, remplaçant quatre-vingt-douze humidificateurs à vapeur distribués. Le nouveau système distribue l’air prétraité aux principales unités de traitement d’air à un point de rosée constant de 52 °F. Avec l’élimination de la nécessité d’humidifier la vapeur du système de chaudière, les chaudières à vapeur ont été remplacées par un système de chaudière à eau chaude.
Rénovation d’une usine d’eau glacée de haut en bas
Les refroidisseurs vieillissants et les tours de refroidissement à vitesse constante du musée ont été remplacés par une installation de refroidissement à vitesse variable qui comprend deux refroidisseurs centrifuges Trane Earthwise™ CenTraVac™ à entraînement à fréquence variable. Les refroidisseurs sont dotés de débits réduits de l’évaporateur et du condenseur et d’un pompage variable de l’eau glacée primaire, avec une réduction du débit de l’évaporateur de plus de 70 %. Lorsque la température de l’air extérieur est égale ou inférieure à 37 °F, les compresseurs du refroidisseur sont éteints et les vannes de dérivation du circuit de réfrigérant du refroidisseur sont ouvertes pour permettre au réfrigérant de circuler sans compression mécanique, satisfaisant ainsi à 100 % des exigences de charge de refroidissement du musée.
L’optimisation de la tour de refroidissement réduit la consommation d’énergie
Les commandes du refroidisseur et de la tour sont passées de commandes pneumatiques à un système de commande numérique directe (DDC). Le système DDC permet de gagner du temps en éliminant l’entretien des compresseurs d’air et des sécheurs d’air réfrigérés, ainsi que le besoin d’enregistreurs graphiques, d’enregistreurs de données et d’un étalonnage régulier.
À l’aide d’un système d’automatisation des bâtiments (BAS) Tracer Summit®, les gestionnaires des installations du musée optimisent la tour de refroidissement afin de minimiser la consommation totale d’énergie. Cette approche utilise les conditions extérieures du thermomètre mouillé en temps réel, ainsi que le chargement du refroidisseur, pour calculer le point de consigne optimal de la tour de refroidissement.
Résultats
Soutenu par une garantie de performance contractuelle Trane, le North Carolina Museum of Art a été en mesure de financer une rénovation complète de ses centrales de chauffage et de climatisation, de ses systèmes de traitement et de contrôle de l’air, de son éclairage et de ses appareils de plomberie. En dépassant la garantie, le musée réalise des économies annuelles de plus de 500 000 $, soit une réduction de 58 % par rapport aux budgets initiaux des services publics et de fonctionnement. Les fluctuations d’humidité ont été considérablement réduites à seulement 5 %. De plus, la mise à niveau du système a permis au musée de passer d’un tarif de service élevé à un tarif de service réduit, ce qui a permis de réduire les coûts énergétiques de plus de 30 000 $ par an. Le musée répond désormais aux exigences strictes de classification de l’environnement intérieur « AA » de l’ASHRAE et aux exigences souvent plus strictes des institutions de prêt d’œuvres d’art et des particuliers.
« Sans les améliorations, de nombreuses expositions itinérantes, dont les Chroniques américaines : l’art de Norman Rockwell et de Rembrandt, n’auraient pas pu venir dans la capitale de l’État », déclare Larry Wheeler, directeur du North Carolina Museum of Art. Cet environnement muséal étroitement contrôlé protège maintenant des collections inestimables pour les générations à venir.
À propos du Musée d’art de Caroline du Nord
Le maintien de points de consigne de température et d’humidité est essentiel pour préserver les précieuses peintures du North Carolina Museum of Art. Remplaçant quatre-vingt-douze humidificateurs à vapeur distribués, un système centralisé de brouillard froid ajoute de l’humidité à l’unité d’air extérieur dédiée.
