10 principes de conception pour maintenir la fraîcheur des bâtiments
Comment une conception intelligente peut-elle réduire les besoins en climatisation ?
Un bâtiment confortable ne doit pas nécessairement regorger d'installations techniques. En tenant compte dès la conception de l'ensoleillement, de l'orientation, de la ventilation naturelle et de la masse thermique, on peut réduire considérablement les besoins en refroidissement actif. VELUX et Archipelago Architects ont rassemblé leurs connaissances dans dix principes de conception pratiques qui montrent comment les bâtiments peuvent mieux s'adapter à leur environnement et au changement climatique.
1. Partir de l’environnement
Chaque bâtiment possède ses propres caractéristiques et son propre environnement. L’orientation, la position du soleil, les bâtiments environnants, les arbres et les obstacles potentiels déterminent en partie où il est le plus judicieux de placer les fenêtres et autres ouvertures. Le moment où les occupants utilisent le bâtiment joue également un rôle.
Une façade exposée au sud, par exemple, subit un ensoleillement différent de celui d’une façade exposée au nord. C’est pourquoi une bonne conception ne commence pas par une solution standard, mais par une analyse de l’emplacement et des conditions spécifiques.
2. Considérez les ouvertures, l’air et la masse du bâtiment comme un tout
Une fenêtre ou une lucarne ne se contente pas de laisser entrer la lumière du jour, elle influence également la température et la ventilation. Parallèlement, la masse d’un bâtiment peut emmagasiner de la chaleur pour la restituer plus tard.
Ces éléments doivent donc être considérés dans leur ensemble. L'interaction entre l'enveloppe du bâtiment, les ouvertures des fenêtres, la masse thermique et les flux d'air détermine dans une large mesure le confort du climat intérieur. Une fenêtre bien placée peut ainsi remplir plusieurs fonctions à la fois.
3. Utilisez la ventilation nocturne pour évacuer la chaleur
Pendant la journée, un bâtiment peut emmagasiner de la chaleur dans les sols, les murs et d’autres éléments de construction massifs. Lorsque la température extérieure baisse le soir et la nuit, cette chaleur emmagasinée peut être évacuée grâce à la ventilation naturelle.
Les ouvertures situées en hauteur sont particulièrement intéressantes à cet égard, car l’air chaud monte. En laissant entrer l’air extérieur plus frais pendant la nuit, le bâtiment peut commencer la journée suivante, qui sera chaude, dans un environnement plus frais. La masse thermique est ainsi activement mise à profit pour limiter les besoins en refroidissement.
4. Assurer une ventilation transversale
La ventilation naturelle ne passe pas nécessairement par des installations mécaniques. En prévoyant des ouvertures sur les côtés opposés d’une pièce ou d’un bâtiment, on peut créer des courants d’air naturels.
L'air frais entre d'un côté, tandis que l'air plus chaud est évacué de l'autre. L'emplacement des fenêtres et autres ouvertures joue ici un rôle important. La ventilation transversale doit donc être prise en compte dès la phase de conception.
Une conception bien pensée tient compte des variations saisonnières
5. Empêcher la chaleur solaire indésirable de pénétrer à l’intérieur
L’un des moyens les plus efficaces de limiter la surchauffe consiste à empêcher une trop grande quantité de chaleur solaire de pénétrer dans le bâtiment. Les protections solaires extérieures jouent un rôle important à cet égard. Il est en effet plus efficace d’empêcher la chaleur indésirable d’entrer que de l’évacuer a posteriori à l’aide d’un système de refroidissement actif.
Cela ne signifie pas pour autant que la lumière du soleil doive toujours être bloquée. En hiver ou lorsque le soleil est bas, le rayonnement solaire direct peut au contraire être utile pour bénéficier de la lumière du jour et d’un apport de chaleur.
Le défi consiste donc à déterminer quand la chaleur solaire est souhaitable et quand elle ne l’est pas. Une conception bien pensée tient compte de ces variations saisonnières.
6. Aérez au bon moment
Ouvrir une fenêtre ne garantit pas automatiquement un rafraîchissement. Lorsque la température extérieure est supérieure à la température intérieure, la ventilation naturelle peut au contraire faire entrer davantage de chaleur.
Si l’air extérieur est plus frais, la ventilation peut alors contribuer à évacuer la chaleur. Le moment opportun dépend donc des températures intérieure et extérieure, de la qualité de l’air, des conditions météorologiques et de l’heure de la journée.
La ventilation naturelle nécessite donc une stratégie mûrement réfléchie, dans laquelle les fenêtres ne sont pas ouvertes au hasard, mais à des moments où cela contribue réellement au confort intérieur.
7. Laissez la stratégie climatique influencer l’architecture
Tous les bâtiments ne doivent pas nécessairement se ressembler. Lorsque l’orientation, l’ensoleillement, les fonctions, les ouvertures de fenêtres, les patios et les avant-toits sont pris en compte dès le départ, différentes solutions architecturales peuvent voir le jour.
Un bâtiment qui tire le meilleur parti de son environnement ne doit donc pas nécessairement suivre une forme standard. Au contraire, une stratégie climatique bien pensée peut justement conduire à une plus grande diversité architecturale.
8. Concevoir en fonction de l’utilisation du bâtiment
Une conception efficace de la lumière naturelle et du climat tient compte non seulement de l’emplacement du bâtiment, mais aussi des moments où les occupants utilisent les espaces.
Quand les occupants sont-ils chez eux ? Quand travaillent-ils ou dorment-ils ? Et à quel moment la lumière directe du soleil est-elle agréable ?
Une fenêtre qui laisse entrer beaucoup de lumière naturelle à un moment donné n’apporte guère de valeur ajoutée si la pièce est à peine utilisée à ce moment-là. La conception de l’éclairage naturel ne porte donc pas uniquement sur la quantité de lumière, mais aussi sur l’endroit et le moment où cette lumière est disponible.
9. Adapter le confort à chaque pièce
Toutes les pièces n’ont pas les mêmes besoins. Une chambre, une cuisine, un salon et un espace de travail exigent chacun une combinaison différente de lumière naturelle, de chaleur solaire, de ventilation et d’intimité.
L’orientation joue également un rôle à cet égard. La lumière du matin peut par exemple être agréable dans une chambre, tandis que le soleil intense de l’après-midi y est moins apprécié.
Au lieu de viser partout exactement le même climat intérieur, les concepteurs peuvent créer différentes zones de confort. Le bâtiment s’adapte ainsi mieux aux activités et aux préférences de ses utilisateurs.
10. Utiliser la technologie comme soutien
La réduction du nombre d’installations techniques ne signifie pas que la technologie devienne superflue. Les systèmes intelligents peuvent soutenir les stratégies climatiques naturelles en mesurant en permanence les conditions à l’intérieur d’un bâtiment et en y réagissant.
VELUX cite à cet égard VELUX ACTIVE with NETATMO, qui surveille notamment la température, l’humidité et les concentrations de CO₂. En fonction des conditions intérieures et des informations météorologiques, les fenêtres de toit et les protections solaires connectées peuvent être commandées automatiquement.
Le système peut ainsi favoriser la ventilation naturelle et contribuer à limiter la surchauffe. La technologie ne remplace pas la conception du bâtiment, mais aide à mettre en œuvre la stratégie climatique choisie au moment opportun.
Concevoir d’abord, installer ensuite
Les dix principes de conception partent de la même idée. Un climat intérieur confortable ne résulte pas uniquement des installations techniques, mais surtout de la manière dont un bâtiment tire parti de son environnement.
En harmonisant dès le départ la lumière du soleil, les courants d’air, la masse thermique et l’utilisation des espaces, une grande partie des besoins en matière de confort peut déjà être satisfaite par des moyens architecturaux. Les installations techniques restent alors un complément, plutôt qu’une solution de premier choix.
Les nouveaux bureaux d’Archipelago Architects à Louvain illustrent parfaitement cette approche. Le bâtiment fait office de « laboratoire vivant » où l’on étudie l’interaction entre l’architecture, la ventilation naturelle et le confort intérieur.