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avec des guides de choix et de nombreuses illustrations En 2019 Nota : chaque composition monolithique figurant dans le tableau ci-dessous peut Déterminer la charge climatique la plus importante parmi catrice : galets, géométrique,

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Architecture climatique ŽquilibrŽe

Conception, dŽmarche et dimensionnement

Mieux connaître l'influence du climat et du site sur le bâtiment et son confort. Jouer avec le soleil pour faire pénétrer sa lumière et son énergie profondément dans le bâtiment en hiver et se protéger de sa chaleur en été. Permettre une meilleure adéquation du projet à la nature et aux voeux du maître de l'ouvrage. Tels sont les thèmes principaux de ce cours dont le but est, par une meilleure compréhension de quelques principes énergétiques fondamentaux, de donner à l'architecte une plus grande liberté. Il peut alors, dès les premières esquisses, choisir librement sa stratégie pour intégrer naturellement son projet dans le site et utiliser au mieux l'énergie solaire passive. Les conséquences naturelles de cette démarche seront un confort accru pour l'utilisateur, une meilleure qualité d'éclairage de l'espace intérieur, une économie d'énergie et d'exploitation et la bonne conservation du bâtiment dans le temps.

ISBN 3-905232-51-0

1996, 190 pages

N° de commande 724.217 f

Architecture climatique ŽquilibrŽe

Conception, dŽmarche

et dimensionnement

Programme d'action PACER - Energies renouvelables

Office fédéral des questions conjoncturelles

Groupe de travail

• J.-L. Badoux,1095 Lutry • D. Chuard, Sorane SA, 1018 Lausanne • J.-P. Eggimann, EPFL-LESO, 1015 Lausanne • C. Scaler, 1246 Corsier-Village

Directeur du cours

• J.-P. Eggimann, EPFL-LESO, 1015 Lausanne

Mise en pages, photocomposition et ßashage

• DAC, 1006 Lausanne • City Comp SA, 1110 Morges

Associations de soutien

SIA Société suisse des ingénieurs et des

architectes ASIC Association suisse des ingénieurs-conseils

Architecture climatique équilibrée

Copyright © Office fédéral des questions conjoncturelles,

3003 Berne, 1996.

Reproduction d'extraits autorisée moyennant l'indication de la source. Diffusion: Coordination romande du programme d'action "Construction et Energie» EPFL-LESO, Case postale 12,

1015 Lausanne (N°724.217 f).

Form. 724.217 f 4.96 500 xxxx

D'une durée totale de 6 ans (1990-1995), le

Programme d'action "Construction et Energie» se compose des trois programmes d'impulsions sui- vants: PI-BAT - Entretien et rénovation des constructions RAVEL - Utilisation rationnelle de l'électricité

PACER - Energies renouvelables

Ces trois programmes d'impulsions sont réalisés en étroite collaboration avec l'économie privée, les écoles et la Confédération. Ils doivent favoriser une croissance économique qualitative et, par là, conduire à une plus faible utilisation des matières premières et de l'énergie, avec pour corollaire un plus large recours au savoir-faire et à la matière grise. Jusqu'ici, si l'on fait abstraction du potentiel hydro- électrique, la contribution des énergies renouve- lables à notre bilan énergétique est négligeable. Aussi le programme PACER a-t-il été mis sur pied afin de remédier à cette situation. Dans ce but le pro- gramme cherche: - à favoriser les applications dont le rapport prix/performance est le plus intéressant; - à apporter les connaissances nécessaires aux ingénieurs, aux architectes et aux installateurs; - à proposer une approche économique nouvelle qui prenne en compte les coûts externes; - à informer les autorités, ainsi que les maîtres de l'ouvrage. Cours, manifestations, publications, vidŽos, etc. Le programme PACER se consacre, en priorité, à la formation continue et à l'information. Le transfert de connaissances est basé sur les besoins de la pra- tique. Il s'appuie essentiellement sur des publica- tions, des cours et d'autres manifestations. Les ingénieurs, architectes, installateurs, ainsi que les représentants de certaines branches spécialisées, en constituent le public cible. La diffusion plus large d'informations plus générales est également un élé- ment important du programme. Elle vise les maîtres de l'ouvrage, les architectes, les ingénieurs et les autorités. Le bulletin "Construction et Energie», qui paraît trois fois par an, fournit tous les détails sur ces acti- vités. Ce bulletin peut être obtenu gratuitement sur

simple demande. Chaque participant à un cours ouautre manifestation du programme reçoit une publi-

cation spécialement élaborée à cet effet. Toutes ces publications peuvent également être obtenues en s'adressant directement à la Coordination romande du programme d'action "Construction et Energie»

EPFL-LESO, Case postale 12, 1015 Lausanne.

CompŽtences

Afin de maîtriser cet ambitieux programme de for- mation, il a été fait appel à des spécialistes des divers domaines concernés; ceux-ci appartiennent au secteur privé, aux écoles ou aux associations professionnelles. Ces spécialistes sont épaulés par une commission qui comprend des représentants des associations, des écoles et des branches pro- fessionnelles concernées.

Ce sont également les associations profession-

nelles qui prennent en charge l'organisation des cours et des autres activités. Pour la préparation de ces activités une direction de programme a été mise en place; elle se compose du Dr Jean-Bernard Gay, du Dr Charles Filleux, de M. Jean Graf, du Dr Arthur Wellinger ainsi que de Mme Irène Wuillemin et de

M. Eric Mosimann de l'OFQC. La préparation des

différentes activités se fait au travers de groupes de travail, ceux-ci sont responsables du contenu de même que du maintien des délais et des budgets.

Documentation

Un bâtiment réussi est un bâtiment adapté au site, au climat et aux voeux du maître de l'ouvrage.

L'architecte joue alors le rôle central.

Ce document, qui a pour but d'apporter des

connaissances et des outils utiles à l'architecte dès la phase de l'avant-projet, est divisé en quatre par- ties: a) Les premiers chapitres analysent l'environne- ment et le programme du projet. b) Le chapitre 5 présente les principes de base du concept énergétique. c) Le chapitre 6 montre comment, en fonction de la stratégie choisie par l'architecte, analyses et principes s'intègrent dans la démarche architec- turale. d) Les annexes (chacune liée à un chapitre) com- prennent de manière plus détaillée les outils pré- sentés dans les chapitres.

Architecture climatique équilibrée

Avant-propos

Cette publication est complémentaire aux docu-

ments PACER "Soleil et architecture - Guide pra- tique pour le projet» (1991) et "Energies renouve- lables et architecture - Questions en relation avec le projet - Guide» (1996). Le présent document a fait l'objet d'une procédure de consultation, il a également été soumis à l'appré- ciation des participants au premier cours pilote. Ceci a permis aux auteurs d'effectuer les modifications nécessaires, ceux-ci étant toutefois libres de décider des corrections qu'ils souhaitaient apporter à leur texte. Des améliorations sont encore possibles et des suggestions éventuelles peuvent être adres- sées soit au directeur du cours, soit directement auprès de l'Office fédéral des questions conjonctu- relles. Pour terminer nous tenons à remercier toutes les personnes qui ont contribué à la réalisation de la présente publication Office fédéral des questions conjoncturelles

Service de la technologie

Dr B. Hotz-Hart

Vice-directeur

Architecture climatique équilibrée

1. Introduction7

2. Analyse du site9

2.1 Introduction10

2.2 Température14

2.3 Ensoleillement (sans ombre) 16

2.4 Ombre de l'environnement lointain 19

2.5 Ombre d'objets proches21

2.6 Ombre propre25

2.7 Vent28

2.8 Analyse globale35

2.9 Références36

3. Analyse du programme 37

3.1 Introduction38

3.2 Confort hygrothermique40

3.3 Aération45

3.4 Confort visuel46

3.5 Charges internes, gains internes 49

3.6 Références52

4. Performances53

4.1 Introduction54

4.2 Performances énergétiques, règlements 56

4.3 Performances économiques: prix et coûts de l'énergie 59

4.4 Performances de confort60

4.5 Performances d'éclairage naturel 61

4.6 Références62

5. Concept ŽnergŽtique: principes 63

PŽriode froide (hiver)

5.1 Capter le soleil66

5.2 Stocker la chaleur74

5.3 Distribuer la chaleur80

5.4 Conserver la chaleur86

PŽriode chaude (ŽtŽ)

5.5 Minimiser les gains solaires 96

5.6 Ventilation naturelle106

5.7 Déphasage des gains et ventilation nocturne 116

5.8 Eclairage naturel118

5.9 Références127

6. DŽmarche et stratŽgie 129

6.1 Démarche130

6.2 Stratégie130

Architecture climatique équilibrée

A. Annexes139

A1 Bibliographie141

A2 Analyse du site145

A2.1 Régions climatiques de la Suisse 146

A2.2 Variation de la température moyenne en fonction de la région climatique et de l'altitude148 A2.3 Variation du rayonnement global horizontal en fonction de la région climatique et de l'altitude151

A2.4 Course solaire en projection cylindrique 154

A2.5 Course solaire en projection stéréographique 155

A2.6 Course solaire: valeurs numériques 156

A2.7 Cadran solaire157

A2.8 Calculateur d'ombre en projection cylindrique 158 A2.9 Calculateur d'ombre en projection stéréographique 159

A2.10 Logiciel de calcul METEONORM'95 160

A2.11 Etude d'ensoleillement avec le logiciel AUTOCAD 162 A2.12 Etude d'ensoleillement avec le logiciel ARCHICAD 164

A4 Performances167

A4.1 Logiciels de calcul selon les normes et recommandations 168

A4.2 Logiciel de calcul LESOSAI 4.0 170

A5 Concept ŽnergŽtique: principes 173

A5.1 Shed sud - Tracé régulateur 174

A5.2 Logiciel de calcul DIAS176

A5.3 Abaques eau chaude solaire 178

A5.4 Effet de cheminée179

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