architecture climatique Équilibrée

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Diseño y condiciones de conford en los edificios

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  • Architecture climatique quilibreConception, dmarche et dimensionnement

    Mieux connatre linfluence du climat et du site surle btiment et son confort.

    Jouer avec le soleil pour faire pntrer sa lumireet son nergie profondment dans le btiment enhiver et se protger de sa chaleur en t.

    Permettre une meilleure adquation du projet lanature et aux vux du matre de louvrage.

    Tels sont les thmes principaux de ce cours dont lebut est, par une meilleure comprhension dequelques principes nergtiques fondamentaux, dedonner larchitecte une plus grande libert.

    Il peut alors, ds les premires esquisses, choisirlibrement sa stratgie pour intgrer naturellementson projet dans le site et utiliser au mieux lnergiesolaire passive.

    Les consquences naturelles de cette dmarcheseront un confort accru pour lutilisateur, unemeilleure qualit dclairage de lespace intrieur,une conomie dnergie et dexploitation et labonne conservation du btiment dans le temps.

    ISBN 3-905232-51-0

    1996, 190 pagesN de commande 724.217 f

  • Architecture climatique quilibre

    Conception, dmarche et dimensionnement

    Programme daction PACER Energies renouvelablesOffice fdral des questions conjoncturelles

  • Groupe de travail J.-L. Badoux,1095 Lutry D. Chuard, Sorane SA, 1018 Lausanne J.-P. Eggimann, EPFLLESO, 1015 Lausanne C. Scaler, 1246 Corsier-Village

    Directeur du cours J.-P. Eggimann, EPFLLESO, 1015 Lausanne

    Mise en pages, photocomposition et flashage DAC, 1006 Lausanne City Comp SA, 1110 Morges

    Associations de soutienSIA Socit suisse des ingnieurs et des

    architectesASIC Association suisse des ingnieurs-conseils

    Architecture climatique quilibre

    Copyright Office fdral des questions conjoncturelles,3003 Berne, 1996.Reproduction dextraits autorise moyennant lindicationde la source.Diffusion: Coordination romande du programme dactionConstruction et Energie EPFL-LESO, Case postale 12,1015 Lausanne (N724.217 f).

    Form. 724.217 f 4.96 500 xxxx

  • Dune dure totale de 6 ans (1990-1995), leProgramme daction Construction et Energie secompose des trois programmes dimpulsions sui-vants:

    PI-BAT Entretien et rnovation des constructionsRAVEL Utilisation rationnelle de llectricitPACER Energies renouvelables

    Ces trois programmes dimpulsions sont raliss entroite collaboration avec lconomie prive, lescoles et la Confdration. Ils doivent favoriser unecroissance conomique qualitative et, par l,conduire une plus faible utilisation des matirespremires et de lnergie, avec pour corollaire unplus large recours au savoir-faire et la matiregrise.

    Jusquici, si lon fait abstraction du potentiel hydro-lectrique, la contribution des nergies renouve-lables notre bilan nergtique est ngligeable.Aussi le programme PACER a-t-il t mis sur piedafin de remdier cette situation. Dans ce but le pro-gramme cherche: favoriser les applications dont le rapport

    prix/performance est le plus intressant ; apporter les connaissances ncessaires aux

    ingnieurs, aux architectes et aux installateurs ; proposer une approche conomique nouvelle

    qui prenne en compte les cots externes; informer les autorits, ainsi que les matres de

    louvrage.

    Cours, manifestations, publications, vidos, etc.

    Le programme PACER se consacre, en priorit, laformation continue et linformation. Le transfertde connaissances est bas sur les besoins de la pra-tique. Il sappuie essentiellement sur des publica-tions, des cours et dautres manifestations. Lesingnieurs, architectes, installateurs, ainsi que lesreprsentants de certaines branches spcialises,en constituent le public cible. La diffusion plus largedinformations plus gnrales est galement un l-ment important du programme. Elle vise les matresde louvrage, les architectes, les ingnieurs et lesautorits.

    Le bulletin Construction et Energie, qui parattrois fois par an, fournit tous les dtails sur ces acti-vits. Ce bulletin peut tre obtenu gratuitement sursimple demande. Chaque participant un cours ou

    autre manifestation du programme reoit une publi-cation spcialement labore cet effet. Toutes cespublications peuvent galement tre obtenues ensadressant directement la Coordination romandedu programme daction Construction et EnergieEPFL-LESO, Case postale 12, 1015 Lausanne.

    Comptences

    Afin de matriser cet ambitieux programme de for-mation, il a t fait appel des spcialistes desdivers domaines concerns; ceux-ci appartiennentau secteur priv, aux coles ou aux associationsprofessionnelles. Ces spcialistes sont pauls parune commission qui comprend des reprsentantsdes associations, des coles et des branches pro-fessionnelles concernes.

    Ce sont galement les associations profession-nelles qui prennent en charge lorganisation descours et des autres activits. Pour la prparation deces activits une direction de programme a t miseen place; elle se compose du Dr Jean-Bernard Gay,du Dr Charles Filleux, de M. Jean Graf, du Dr ArthurWellinger ainsi que de Mme Irne Wuillemin et deM. Eric Mosimann de lOFQC. La prparation desdiffrentes activits se fait au travers de groupes detravail, ceux-ci sont responsables du contenu demme que du maintien des dlais et des budgets.

    Documentation

    Un btiment russi est un btiment adapt au site,au climat et aux vux du matre de louvrage.Larchitecte joue alors le rle central.

    Ce document, qui a pour but dapporter desconnaissances et des outils utiles larchitecte dsla phase de lavant-projet, est divis en quatre par-ties:a) Les premiers chapitres analysent lenvironne-

    ment et le programme du projet.b) Le chapitre 5 prsente les principes de base du

    concept nergtique.c) Le chapitre 6 montre comment, en fonction de la

    stratgie choisie par larchitecte, analyses etprincipes sintgrent dans la dmarche architec-turale.

    d) Les annexes (chacune lie un chapitre) com-prennent de manire plus dtaille les outils pr-sents dans les chapitres.

    Architecture climatique quilibre

    Avant-propos

  • Cette publication est complmentaire aux docu-ments PACER Soleil et architecture Guide pra-tique pour le projet (1991) et Energies renouve-lables et architecture Questions en relation avec leprojet Guide (1996).

    Le prsent document a fait lobjet dune procdurede consultation, il a galement t soumis lappr-ciation des participants au premier cours pilote. Cecia permis aux auteurs deffectuer les modificationsncessaires, ceux-ci tant toutefois libres de dciderdes corrections quils souhaitaient apporter leurtexte. Des amliorations sont encore possibles etdes suggestions ventuelles peuvent tre adres-ses soit au directeur du cours, soit directementauprs de lOffice fdral des questions conjonctu-relles.

    Pour terminer nous tenons remercier toutes lespersonnes qui ont contribu la ralisation de laprsente publication

    Office fdral des questions conjoncturellesService de la technologieDr B. Hotz-HartVice-directeur

    Architecture climatique quilibre

  • 1. Introduction 7

    2. Analyse du site 92.1 Introduction 102.2 Temprature 142.3 Ensoleillement (sans ombre) 162.4 Ombre de lenvironnement lointain 192.5 Ombre dobjets proches 212.6 Ombre propre 252.7 Vent 282.8 Analyse globale 352.9 Rfrences 36

    3. Analyse du programme 373.1 Introduction 383.2 Confort hygrothermique 403.3 Aration 453.4 Confort visuel 463.5 Charges internes, gains internes 493.6 Rfrences 52

    4. Performances 534.1 Introduction 544.2 Performances nergtiques, rglements 564.3 Performances conomiques: prix et cots de lnergie 594.4 Performances de confort 604.5 Performances dclairage naturel 614.6 Rfrences 62

    5. Concept nergtique: principes 63Priode froide (hiver)

    5.1 Capter le soleil 665.2 Stocker la chaleur 745.3 Distribuer la chaleur 805.4 Conserver la chaleur 86

    Priode chaude (t)5.5 Minimiser les gains solaires 965.6 Ventilation naturelle 1065.7 Dphasage des gains et ventilation nocturne 1165.8 Eclairage naturel 1185.9 Rfrences 127

    6. Dmarche et stratgie 1296.1 Dmarche 1306.2 Stratgie 130

    Architecture climatique quilibre

    Table des matires

  • A. Annexes 139

    A1 Bibliographie 141

    A2 Analyse du site 145A2.1 Rgions climatiques de la Suisse 146A2.2 Variation de la temprature moyenne en fonction de la rgion climatique

    et de laltitude 148A2.3 Variation du rayonnement global horizontal en fonction de la rgion climatique

    et de laltitude 151A2.4 Course solaire en projection cylindrique 154A2.5 Course solaire en projection strographique 155A2.6 Course solaire: valeurs numriques 156A2.7 Cadran solaire 157A2.8 Calculateur dombre en projection cylindrique 158A2.9 Calculateur dombre en projection strographique 159A2.10 Logiciel de calcul METEONORM95 160A2.11 Etude densoleillement avec le logiciel AUTOCAD 162A2.12 Etude densoleillement avec le logiciel ARCHICAD 164

    A4 Performances 167A4.1 Logiciels de calcul selon les normes et recommandations 168A4.2 Logiciel de calcul LESOSAI 4.0 170

    A5 Concept nergtique: principes 173A5.1 Shed sud Trac rgulateur 174A5.2 Logiciel de calcul DIAS 176A5.3 Abaques eau chaude solaire 178A5.4 Effet de chemine 179A5.5. Temprature dun espace tampon 180A5.6 Ventilation et vent : mthode 182

    Architecture climatique quilibre

  • Ce cours sadresse aux architectes praticiens et sou-haite leur apporter des connaissances et des outilsde travail simples et performants qui leur permet-tront dintgrer ds la conception du projet les com-posantes climatiques du lieu dimplantation de lafuture construction.

    La prise en compte en amont de ces lmentsdevrait tre pour le praticien un rflexe naturel tel leskieur qui ngocie les obstacles avec plus oumoins de dextrit.

    Si lon se rfre au clbre dessin du Corbusier dsi-gnant la journe solaire de 24 heures comme tantla cl de larchitecture et de lurbanisme, et si on luisuperp