ÉTapes de la conception d'une architecture adaptée au climat

Les bâtiments représentant près de la moitié de la consommation d'énergie aux États-Unis et la consommation d'énergie étant le principal contributeur au réchauffement climatique, un moyen évident d'atténuer le changement climatique est de bâtiments à consommation d'énergie.

Pour ce faire, il faut revenir à l'essentiel et examiner attentivement la façon dont la conception d'un bâtiment est optimisée pour les caractéristiques particulières d'un site spécifique afin de minimiser le potentiel d'utilisation extrême de l'énergie.

10 étapes pour une architecture réactive au climat

L'architecture sensible au climat prend en compte la saisonnalité, la direction du soleil (trajectoire solaire et position solaire), l'ombre naturelle fournie par la topographie environnante, les facteurs environnementaux ( comme le vent, la pluie, l'humidité) et les données climatiques (température, conditions météorologiques historiques, etc.) pour concevoir des maisons confortables et éconergétiques.

En un mot, les architectes devront prendre en compte les éléments suivants avant de commencer la conception et l'architecture d'un bâtiment:

1. Effectuer une analyse du site. Déterminer les conditions météorologiques, le climat, les types de sol, la vitesse et la direction du vent, les degrés-jours de chauffage et la trajectoire du soleil. Regardez les flux d'eau, l'habitat et la géologie du site. Documenter chacun avec une équipe qualifiée de professionnels pour comprendre les ramifications de la construction dans ce lieu spécifique.
2. Disposez le bâtiment sur le site. À l'aide d'un processus de conception intégrative, utilisez un plan de masse de base du bâtiment pour déterminer précisément sur le site l'emplacement le plus optimal pour le bâtiment à situer. Les facteurs à considérer ici sont l'accès à l'infrastructure, rester au moins à 100 pieds de tout bassin versant, ne pas construire dans une plaine inondable et / ou dans un habitat avec des espèces en voie de disparition. Demander quels arbres et autres caractéristiques géologiques existantes devraient être évités ou comment l'eau circule sur le site peut dicter l'emplacement du bâtiment.

1. Tout tourne autour du soleil: orientez le bâtiment en fonction des directions cardinales. Le but ici est de maximiser la quantité de soleil qui chauffe l'espace en hiver (donc moins d'énergie pour chauffer mécaniquement) et de diminuer la quantité de soleil qui cuit le bâtiment en été (donc moins d'énergie pour refroidir mécaniquement ).
2. Sélectionnez les zones de fenêtre et les types de vitrage appropriés en fonction de l'orientation. Les façades orientées au sud devraient utiliser une fenêtre appropriée à leur orientation et le vitrage devrait utiliser un verre double ou triple vitrage avec un revêtement à faible émissivité pour minimiser la chaleur transmise dans l'espace pendant les mois les plus chauds, tout en conservant la chaleur pendant les mois d'hiver plus frais. Par exemple, un mur de verre orienté vers le sud fera cuire les occupants à l'intérieur pendant les chauds mois d'été si l'on ne prend pas soin de fournir de l'ombre sur la façade.
3. La conception de l'enveloppe du bâtiment varie grandement selon la région géographique. Lors de la conception de l'enveloppe du bâtiment, des facteurs tels que l'isolation, les pare-vapeur et les pare-air varient radicalement selon que le projet est dans le froid, le nord neigeux, le sud chaud ou humide ou le désert aride.
4. Minimisez l'empreinte du bâtiment. Questionnez-vous sur les vrais besoins du programme - avez-vous vraiment besoin de beaucoup d'espace? Existe-t-il des façons dont les espaces peuvent devenir multifonctionnels? Avons-nous vraiment besoin de tant de bureaux privés si certains membres du personnel peuvent télétravailler occasionnellement et partager des bureaux? Une fois que votre équipe est définie sur le programme de minimisation, jetez un œil à la taille de votre empreinte. Est-il possible d'ajouter des histoires supplémentaires pour réduire l'empreinte? De cette façon, le bâtiment aura moins de coût d'excavation, et plus de surface de mur qui peut bénéficier des effets de réchauffement du soleil et d'une augmentation de l'éclairage naturel.
5. Conception pour la ventilation naturelle. Depuis que l'air chaud monte, un bâtiment peut être refroidi en concevant la ventilation de la cheminée en aspirant de l'air plus frais à partir des ouvertures les plus basses du bâtiment tout en évacuant la chaleur par les ouvertures du haut de l'espace. La vitesse à laquelle l'air se déplace est fonction de la distance verticale entre les entrées et les sorties, de leur taille et de la différence de température sur la hauteur de la pièce.
6. Détendez les normes de confort des occupants. La plupart des bâtiments de nos jours sont conçus pour garder les occupants assez à l'aise - environ 78 degrés Fahrenheit. Cependant, avec une conception sensible au climat, la réduction de la quantité d'énergie utilisée pour refroidir et chauffer le bâtiment peut entraîner l'utilisation de systèmes naturels - le soleil et le vent. Avec ceux-ci, si les occupants du bâtiment sont ouverts à ajouter ou enlever des couches au cours des saisons, il est étonnant de savoir combien d'énergie peut être économisée. L'ajout d'un pull en hiver ou le relâchement du code vestimentaire de l'entreprise sur les shorts en été peut suffire à éliminer le chauffage et le refroidissement mécanique, économisant ainsi un paquet d'argent et l'environnement.
7. Conduire la modélisation et l'analyse. La modélisation énergétique, les modèles d'éclairage, les études d'éclairage naturel, la dynamique des fluides computationnelle sont autant d'outils que les concepteurs peuvent et doivent utiliser pour comprendre comment le design s'intègre le mieux au climat local et au microclimat propre au site. Encore une fois, avoir les bons membres de l'équipe avec une expertise et des logiciels de modélisation est l'astuce pour réduire les coûts tout en explorant les meilleures options pour la conception.
8. Effectuez plusieurs itérations. Si vous n'y parvenez pas, essayez à nouveau! Il faudra à l'équipe de conception plusieurs passages de ces dispositions de base dans votre phase de conception préliminaire ou schématique pour optimiser la consommation d'énergie la plus faible possible, optimisée pour votre site spécifique. Cependant, il est préférable de passer plus de temps dans les premières phases de la conception pour modéliser le projet, ce qui est beaucoup moins coûteux que de faire des changements sur le terrain ou plus tard dans le processus de conception. Continuez les essais et, éventuellement, votre bâtiment répondra directement au climat spécifique au site du projet.