La forme d'architecture incitée à l'efficacité énergétique

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La forme de l'architecture avant le soleil et l'effet du vent

De multiples agents interviennent dans une architecture cohérente et efficace, bien que l'on oublie souvent - je crois - des points clés qui sont économiquement d'un coût pratiquement « zéro » et nous nous concentrons davantage sur des installations plus efficaces ou une conception plus « spectaculaire ».

Il existe d'autres façons de façonner l'architecture qui nous apporteront des avantages. Stratégies de ventilation naturelle grâce à vents dominants affectant l'architecture que nous pouvons mettre en œuvre, en plus de profiter du soleil et de ses bienfaits.

La parcelle et la forme du bâtiment peuvent être déterminantes pour réduire ou améliorer les gains de chaleur du rayonnement solaire et favoriser la direction des vents en architecture. Un exemple…

Pour cela, il faut considérer différents points de l'environnement, vents, ensoleillement, accès, obstacles…etc. Un recueil d'éléments, bien étudiés et exécutés dès le début, entraînera de futures économies d'énergie, même si je pense me rappeler que nous ne nous souviendrons pas de l'architecture pour avoir soulevé et exécuté ces aspects correctement.

Evidemment, il n'est pas pareil de construire dans le Nord de l'Espagne que dans le Sud, mais les points de bilan que l'on entend montrer avant de démarrer la construction d'un projet peuvent être adaptés en fonction de la situation climatique.

Ventilation naturelle et charges solaires

Dans ce cas, nous nous concentrons sur la réduction des charges solaires (chaleur solaire) et profitons de laVentilation naturelle. Curieusement, il a aussi un jeu inverse, le plus de points revu, l'inverse serait d'obtenir des charges solaires plus élevées.

En rappelant le "jeu inverse" évoqué plus haut, nous analysons les points que nous devons prendre en compte dans notre projet d'architecture.

Limiter l'assimilation de la chaleur dans le bâtiment en orientant les façades les plus étroites à l'est et à l'ouest

La gains de chaleur solaire Ils ont leur plus grand impact sur les surfaces perpendiculaires aux rayons du soleil, c'est-à-dire sur les toits et les murs est et ouest tout au long de l'année, et sur le mur sud pendant les mois d'hiver boréal (novembre, décembre, janvier). Dans les bâtiments orientés avec les façades les plus étroites à l'est et à l'ouest, l'exposition au soleil est réduite à son angle le plus bas et de meilleures possibilités d'ombrage sont obtenues.

Tableau des gains solaires

Situer le bâtiment sur un terrain

Situer le bâtiment sur la parcelle de manière à ce que les éléments du contexte urbain soient utilisés pour bloquer ou augmenter les gains de chaleur ou maximiser le potentiel de refroidissement des vents dominants.

Des éléments de l'environnement urbain tels que des pentes topographiques, des masses végétales ou des bâtiments voisins peuvent projeter des ombres sur les parcelles pouvant servir de protection solaire. (On se souvient de l'article des manuels en design urbain avec plus de 30 documents pertinents)

Ici, nous devons comprendre que l'emplacement du Soleil est très important par rapport au bâtiment. Si on en tient compte, ce sont tous des avantages et dans le schéma suivant ils sont palpables (Orientation pour l'Espagne) :

Utilisez l'aménagement paysager.

Utiliser des éléments de aménagement paysager pour améliorer le microclimat de la parcelle et ombrager le bâtiment.

L'emplacement de plantes allongées avec des façades plus étroites orientées dans un angle de 15º à 20° est-ouest, réduira les gains de chaleur le matin et l'après-midi lorsque le soleil agit à ses angles les plus bas. Bien que la façade sud reçoive un fort ensoleillement pendant l'hiver boréal, celui-ci peut être réduit avec des avant-toits.

Utilisez les jardinières comme éléments volumétriques pour amortir les gains de chaleur solaire.

Nous pouvons améliorer le microclimat de la parcelle à l'aide de massifs végétaux, haies, jardinières et autres éléments. L'ombrage des murs et des toits avec des arbustes, des arbres luxuriants et des pergolas peut réduire les gains de chaleur solaire à travers ces enclos.

Tous les types d'arbres et d'arbustes qui se trouvent à proximité du bâtiment doivent être sélectionnés de manière à produire suffisamment d'ombre tout en laissant passer l'air. La végétation absorbe le rayonnement solaire et ombrage le sol, contribuant ainsi à abaisser la température de surface. En même temps, il refroidit l'air ambiant grâce à la transpiration de la vapeur d'eau.

Utilisez un ombrage sur les surfaces pavées extérieures pour abaisser la température.

En ce qui concerne les surfaces pavées ensoleillées, elles augmentent la température de l'environnement et affectent le confort visuel.

Les températures de l'air au-dessus des zones pavées ensoleillées, telles que les parkings, les patios et les rues intérieures, peuvent être jusqu'à 7 °C plus élevées que sur les surfaces ensoleillées non pavées et jusqu'à 14 °C plus élevées que les zones ombragées non pavées.

Définissez des zones extérieures pavées pour éviter la réflexion de la chaleur de surface de l'environnement immédiat.

Les matériaux de couleur foncée tels que l'asphalte absorbent, conduisent et re-radient la chaleur. Les matériaux colorés dans les chantiers de construction tels que les clairières telles que le béton absorbent, conduisent et re-rayent nettement moins de chaleur mais provoquent un éblouissement.

Utilisez des éléments légers avec peu de surface pavée comme trottoir extérieur pour réduire les gains de chaleur solaire et l'éblouissement.

Les pavés ajourés permettent à la végétation de pousser dans les espaces vides. Ils conviennent aux zones à faible trafic comme les parkings et les garages. Ils sont un bon substitut à l'asphalte ou au béton car ils diminuent la surface totale de ces matériaux sans éliminer la fonction de surface de roulement ou de stationnement.

Utilisez des jeux de volumes sur les façades pour créer des ombres.

Les différents plans qui composent les volumes, avec des projections et des retraits, produisent un ensemble de leurs propres ombres, projetées par le bâtiment, ce qui réduit l'assimilation de la chaleur à travers l'enveloppe et favorise les environnements intérieurs moins chauds. Intéressant de voir l'article qui propose des plans gratuits de maisons écologiques à télécharger avec 28 designs de grands bureaux d'architecture)

Profitez de la forte inertie thermique du sol comme élément de design.

A une certaine profondeur, la température du sol reste constante et est généralement inférieure à la température extérieure. De plus, une couche de terre peut agir comme un isolant supplémentaire. L'amortissement de la température qui se produit dépend de la profondeur et du type de sol.

Pour amortir les variations jour-nuit, l'épaisseur doit être de 20 - 30 cm, pour amortir les variations entre les jours de températures différentes, une épaisseur de 80 à 200 cm, et pour amortir les variations hiver-été, des épaisseurs de 6 - 12 m.

Architecture éolienne

Prévoyez de grands espaces entre les bâtiments en suivant la direction du vent.

le voir en architecture Il doit être considéré comme un élément de plus lors de la conception car il nous apportera des avantages par rapport à la ventilation naturelle dont nous devons tenir compte. Dans les schémas suivants, nous pouvons vérifier les effets causés par les vents dans l'architecture sur le bâtiment.

Face à une distance entre les bâtiments d'au moins 5 fois la hauteur du bâtiment en amont, il offre de plus grandes possibilités de ventilation pour le bâtiment en aval. Nous devons apprendre à utiliser le vent en architecture pour profiter de ses fonctionnalités.

Localisez commodément les bâtiments pour assurer une bonne ventilation autour de la structure urbaine. Dans le diagramme suivant des vents sur un groupe de maisons, nous pouvons vérifier ses performances :

Quand on observe le circulation d'air dans un bâtiment crée une zone de haute pression sur la face avant et une zone de basse pression sur la face arrière et sur les faces parallèles à la direction du vent. Les bâtiments alignés dans le sens du vent créent des ombres portées par le vent aux autres bâtiments qui se trouvent en aval et par conséquent une mauvaise ventilation.

Cette situation peut être améliorée en orientant les bâtiments selon un certain angle par rapport à la direction du vent dominant. De cette façon, la distance effective entre les bâtiments est également augmentée.

Utiliser des masses de végétation pour guider les courants d'air

Parfois, l'orientation du bâtiment selon la trajectoire solaire est en contradiction avec celle des vents dominants, mais une disposition étudiée des éléments de construction extérieurs, de la volumétrie et de la végétation peut modifier la direction de l'air en mouvement, offrant différents avantages quant à la construction conçue.

Utiliser le volume du bâtiment pour stimuler la circulation de l'air à l'intérieur du bâtiment.

Pour les espaces avec des ouvertures dans les murs opposés, orientez la pièce à 45 % de la direction du vent pour améliorer la circulation de l'air. Les pièces orientées à 45 % par rapport à la direction du vent dominant augmentent leur débit d'air de 20 %.

Sur une façade vitrée, orientée à 45° par rapport au vent, placer un mur ou un volume en saillie en bout permet de doubler la pression positive du vent. Si, au contraire, le mur ou le volume est placé devant les fenêtres, la pression devant elles est réduite et le flux vers l'intérieur est diminué.

Utiliser les formes et l'orientation des toits pour stimuler la circulation de l'air à l'intérieur des bâtiments.

Compte tenu de l'angle d'inclinaison et de l'orientation des eaux d'un toit, ils peuvent être utilisés pour dévier la trajectoire originale du vent, et ainsi mieux profiter de sa force dynamique pour ventiler les milieux.

L'inclinaison du toit sous le vent produira une plus grande pression sur la façade d'incidence que les toits plats, car la trajectoire du vent dévie vers le haut et produit une plus grande pression négative de la masse d'air sous le vent. Plus la pente est grande, meilleur est l'effet.

Les toits avec des pentes opposées à l'incidence des vents produisent un effet de pression moins négatif, car l'air aura tendance à retrouver plus rapidement son chemin d'origine pour revenir à la surface du sol.

Toits à pignon avec orientation perpendiculaire à la incidence des vents dans la construction et avec peu de pente, ils permettront la restauration plus rapide de la trajectoire du vent sous le vent, donc plus la différence entre la surpression et la dépression sera petite autour du volume. Avec les toits en croupe, l'effet est plus évident.

Les toits plats avec des avant-toits de couloir périmétriques réduiront les champs de pression autour du volume. Cette situation peut être améliorée en créant des pointes vers le haut sur le périmètre de l'avant-toit.

Séparez le bâtiment du sol pour stimuler la circulation de l'air autour et à l'intérieur des pièces.

Lorsque le vent frotte contre le sol, il réduit les mouvements d'air et oblige à surélever le bâtiment pour que la vitesse de l'air qui le traverse soit plus grande. Cela permet à l'enveloppe de dégager de la chaleur par convection. En fait, il y a beaucoup de détails techniques et constructifs que nous devons commencer à comprendre, avec l'article sur les techniques de construction des maisons bioclimatiques, nous fournissons des plans détaillés à télécharger et à pouvoir travailler.

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Obtenu à partir de:

  • Guide de terrain pour la performance énergétique, le confort et la valeur dans les maisons d'Hawaï (étude recommandée)
  • Manuel de conception bioclimatique d'ICI qui comprend une section très intéressante sur le vent dans la construction (Voir à partir de la page 88)
  • Efficacité de la ventilation naturelle et mesurable
  • Manuel Sol y Viento avec de bons exemples explicatifs de ventilation naturelle dans les bâtiments.
  • Architecture bioclimatique

En effet, de nombreux facteurs détermineront la forme finale d'un bâtiment mais nous entendons montrer que le jeu entre forme-vent-soleil cela peut être un bon objectif de base pour tout projet architectural.

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