Les bâtiments contribuent à près de la moitié de la consommation d'énergie aux États-Unis. Étant donné que l'énergie est le premier contributeur au réchauffement climatique, un moyen évident d'atténuer le changement climatique est de concevoir des bâtiments à faible consommation d'énergie ou sans consommation d'énergie.
Pour ce faire, il faut revenir à l'essentiel et examiner attentivement la manière dont la conception d'un bâtiment est optimisée en fonction des caractéristiques particulières d'un site spécifique afin de minimiser le potentiel de consommation d'énergie extrême.
Étapes vers une architecture sensible au climat
L'architecture sensible au climat prend en considération la saisonnalité, la direction du soleil (course du soleil et position solaire), l'ombre naturelle fournie par l'environnement la topographie, les facteurs environnementaux (tels que le vent, les précipitations, l'humidité) et les données climatiques (température, conditions météorologiques historiques, etc.) pour concevoir des maisons économes en énergie.
Effectuer une analyse de site
Déterminez 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. Examinez les débits d'eau, l'habitat et la géologie du site. Documentez chacun avec une équipe de professionnels qualifiés pour comprendre les ramifications de la construction dans cet endroit spécifique. C'est une approche qui considère le meilleur la durabilité environnementale les pratiques.
Disposer le bâtiment sur le site
À l'aide d'un processus de conception intégrative, utilisez une volumétrie de base de l'aménagement du bâtiment pour déterminer spécifiquement sur place l'emplacement le plus optimal pour l'emplacement du bâtiment. Les facteurs à considérer ici sont l'accès aux infrastructures, rester à au moins 100 pieds de tout bassin versant, ne pas construire dans une plaine inondable et dans un habitat avec des espèces en voie de disparition. Demander quels arbres et autres éléments géologiques existants doivent être évités ou comment l'eau s'écoule sur le site peut dicter l'emplacement du bâtiment.
Planifiez en pensant au soleil
Tout tourne autour du soleil, alors prévoyez de placer la structure en fonction des directions cardinales. L'objectif est de maximiser la quantité de soleil qui chauffe l'espace en hiver (résultant en utilisant moins d'énergie pour mécaniquement chaleur), ainsi que la diminution de la quantité de soleil qui cuit le bâtiment en été (résultant en moins d'énergie mécaniquement cool).
Considérations sur les fenêtres
Les façades orientées au sud doivent utiliser une zone de fenêtre appropriée à son orientation, et le vitrage doit utiliser un verre à double ou triple vitrage avec un Low-E enrobage. Il minimise la quantité de chaleur transmise dans l'espace pendant les mois les plus chauds tout en gardant la chaleur à l'intérieur pendant les mois d'hiver plus frais. Par exemple, un mur vitré orienté au 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.
Bâtiment pour la zone géographique
Lors de la conception de l'enveloppe du bâtiment, des facteurs tels que isolation, les pare-vapeur et les pare-air varient radicalement selon que le projet se situe dans le nord froid et enneigé, dans le sud chaud et humide ou dans le désert aride.
Minimiser l'empreinte du bâtiment
Interrogez-vous sur les véritables besoins du programme. Avez-vous besoin d'autant d'espace? Existe-t-il des moyens pour que les espaces deviennent multifonctionnels? A-t-on besoin d'autant de bureaux privatifs si certains collaborateurs peuvent télétravailler occasionnellement et partager des bureaux? Une fois que votre équipe est engagée dans le programme de minimisation, examinez la taille de votre empreinte. Est-il possible d'ajouter des étages supplémentaires pour réduire l'empreinte? De cette façon, le bâtiment aura moins de coûts d'excavation et plus de surface de mur pouvant bénéficier des effets de réchauffement du soleil et d'une augmentation de l'éclairage naturel.
Conception pour la ventilation naturelle
Étant donné que l'air chaud monte, un bâtiment peut être refroidi en concevant une ventilation par cheminée en aspirant un refroidisseur l'air des ouvertures basses dans le bâtiment, tout en évacuant la chaleur par des ouvertures dans le haut du 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. Cela pourrait empêcher les occupants de vivre des expériences de syndrome des bâtiments malsains.
Assouplir les normes de confort des occupants
La plupart des bâtiments de nos jours sont conçus pour garder les occupants assez confortables, à environ 78 degrés Fahrenheit. Cependant, avec une conception adaptée au climat, la réduction de la quantité d'énergie utilisée pour refroidir et chauffer le bâtiment peut entraîner l'utilisation de systèmes naturels, c'est-à-dire le soleil et le vent. Avec ceux-ci, si les occupants du bâtiment sont ouverts à l'ajout ou à la suppression de couches au fil des saisons, il est étonnant de constater la quantité d'énergie qui peut être économisée. L'ajout d'un pull en hiver ou l'assouplissement du code vestimentaire de l'entreprise aux shorts en été peut suffire à éliminer complètement le chauffage et le refroidissement mécaniques, économiser un tas d'argent et l'environnement.
Effectuer la modélisation et l'analyse
La modélisation énergétique, les modèles d'éclairage, les études d'éclairage naturel, la dynamique des fluides computationnelle sont tous des outils que les concepteurs peuvent et devrait utiliser pour comprendre comment la conception s'intègre le mieux avec les caractéristiques climatiques et microclimatiques locales site. Encore une fois, avoir les bons membres de l'équipe avec une expertise en modélisation et des logiciels est l'astuce pour réduire les coûts tout en explorant les meilleures options pour la conception.
Effectuer plusieurs itérations
Si au début, vous ne réussissez pas, réessayez! Il faudra à l'équipe de conception plusieurs passages de ces dispositions de base dans votre phase de pré-conception ou de conception schématique pour affiner 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 conception pour modéliser le projet, ce qui est beaucoup moins coûteux que d'apporter des modifications 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.
