Bioclimatisme et performances énergétiques des bâtiments
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ARMAND DUTREIX BIOCLIMATISME ET PERFORMANCES ÉNERGÉTIQUES DES BÂTIMENTS © Groupe Eyrolles, 2010, ISBN : 978-2-212-12702-7 > STDI Pdf Couleur Sommaire Préface ....................................................................................................................................................................................................... avant-ProPos ....................................................................................................................................................................................... 12 14 Première Partie Le biocLimatiSme De noS ancienS ...................................................... 1| LeS règLeS Du biocLimatiSme.................................................................................... Le biocLimatisme ? ........................................................................................................................................................................... Les conditions d’une construction biocLimatique ................................................................................. La réguLation du corPs humain ..................................................................................................................................... Le cLimat..................................................................................................................................................................................................... Le soLeiL ..................................................................................................................................................................................................... Les conditions cLimatiques ................................................................................................................................................. 2| L’architecture et Le biocLimatiSme ................................................. savoir-faire traditionneL ..................................................................................................................................................... La maison mozabite ....................................................................................................................................................................... L’igLoo inuit ............................................................................................................................................................................................. adaPtation biocLimatique ....................................................................................................................................................... architecture méditerranéenne .................................................................................................................................. inertie thermique ou non ? ................................................................................................................................................. 17 18 18 18 19 20 21 22 27 27 27 29 30 32 33 Deuxième Partie PrinciPeS De biocLimatiSme ................................................................................... 35 1| L’environnement et Le biocLimatiSme........................................ 36 Le droit au soLeiL ............................................................................................................................................................................. 36 Les Pieds sur terre....................................................................................................................................................................... 37 5037_Bioclim.indd 6 18/03/10 14:32:32 > STDI Pdf Couleur 7 La tourmente du vent ................................................................................................................................................................ 37 L’hygrométrie ...................................................................................................................................................................................... 40 2| baSeS Du caLcuL thermique ..................................................................................... La thermodynamique, qu’est-ce que c’est ? ...................................................................................................... travaiL, chaLeur et énergie ................................................................................................................................................ temPérature......................................................................................................................................................................................... La régLementation thermique ........................................................................................................................................ bâtiment bbc ......................................................................................................................................................................................... PrinciPaLes notions énergétiques ............................................................................................................................ résistance thermique r .......................................................................................................................................................... coefficient u ........................................................................................................................................................................................ Ponts thermiques .......................................................................................................................................................................... dJu – degrés-Jours unifiés ................................................................................................................................................ transformer Le coefficient u en kiLowattheures ................................................................................ transformer Le coefficient u en kiLowatts .................................................................................................. caLcuL du ceP – étiquette énergie ............................................................................................................................... coefficient de forme ................................................................................................................................................................. L’énergie et Le soLeiL ................................................................................................................................................................... écLairement .......................................................................................................................................................................................... facteur de Lumière du Jour ............................................................................................................................................... infLuence du bruit ........................................................................................................................................................................ 3| L’Énergie et La matière ........................................................................................................... masse voLumique « ρ » ................................................................................................................................................................. caPacité thermique massique « c ».............................................................................................................................. conductivité thermique « λ » ............................................................................................................................................. chaLeur et matériaux ................................................................................................................................................................ définition de La diffusivité.................................................................................................................................................. définition de L’effusivité........................................................................................................................................................ 42 42 43 43 44 47 49 49 50 50 50 51 52 54 54 55 56 57 58 60 60 60 61 61 62 62 4| L’Énergie et La terre ..................................................................................................................... 63 L’énergie de L’eau.............................................................................................................................................................................. 63 L’énergie de L’air ............................................................................................................................................................................... 63 5037_Bioclim.indd 7 18/03/10 14:32:32 > STDI Pdf Couleur 8 L’énergie de La terre ................................................................................................................................................................... 64 amortissement thermique terrestre ................................................................................................................... 64 5| ventiLation natureLLe......................................................................................................... 68 ventiLation Par simPLe ouverture.............................................................................................................................. 68 ventiLation traversante ........................................................................................................................................................ 69 ventiLation Par convection................................................................................................................................................. 69 6| Dynamique De L’Énergie DanS LeS matÉriaux .......... La ParaboLe du Pot de fLeurs ........................................................................................................................................... Le cycLe de La vaPeur d’eau .................................................................................................................................................. Le cycLe de L’eau dans Les matériaux ....................................................................................................................... remontées caPiLLaires............................................................................................................................................................. 7| La triPLe règLe Du biocLimatiSme............................................................. accumuLer L’énergie : L’inertie thermique ........................................................................................................ vaLoriser Le cLimat : Le déPhasage thermique ............................................................................................. réguLer Le cLimat : L’amortissement thermique ........................................................................................ économiser L’énergie : L’isoLation thermique ............................................................................................. vitesse de transfert thermique .................................................................................................................................. déPhasage thermique terrestre ................................................................................................................................ 8| LeS matÉriaux, L’Énergie et Le biocLimatiSme......... Le PrinciPe de séLection des matériaux ............................................................................................................... caractéristiques des matériaux................................................................................................................................... inadéquation des matériaux natureLs ?............................................................................................................... éco-matériaux..................................................................................................................................................................................... cLassification des constructions bois ................................................................................................................ matériaux et santé ........................................................................................................................................................................ énergie finaLe – énergie Primaire ............................................................................................................................. contenu énergétique des combustibLes........................................................................................................... contenu en co2 des énergies ........................................................................................................................................... énergie fataLe .................................................................................................................................................................................... 5037_Bioclim.indd 8 71 71 73 75 79 82 82 85 86 86 87 88 90 90 91 93 96 96 98 99 100 101 103 18/03/10 14:32:32 > STDI Pdf Couleur 9 énergie grise des constructions ............................................................................................................................... 104 fdes (fiches de décLarations environnementaLes) .............................................................................. 108 9| caractÉriStiqueS DeS matÉriaux ............................................................ matériaux de construction ................................................................................................................................................ comPLexes à base de matériaux natureLs ......................................................................................................... matériaux d’isoLation ................................................................................................................................................................. Produits d’étanchéité et de Parement .................................................................................................................. 10| Performance DeS vitrageS.................................................................................... Les coefficients u .......................................................................................................................................................................... facteur soLaire................................................................................................................................................................................. quaLité thermique de La fenêtre................................................................................................................................. caLcuL des aPPorts soLaires............................................................................................................................................. concLusions.......................................................................................................................................................................................... 112 113 120 120 123 125 125 126 126 127 138 troisième Partie SoLutionS De biocLimatiSme.............................................................................. 1| LeS outiLS Du biocLimatiSme .................................................................................... La démarche environnementaLe ................................................................................................................................. La méthodoLogie de conduite de ProJets .......................................................................................................... L’anaLyse du cycLe de vie .......................................................................................................................................................... L’anaLyse en coût gLobaL......................................................................................................................................................... La simuLation thermique dynamique ........................................................................................................................ La thermograPhie infrarouge ....................................................................................................................................... L’instrumentation des bâtiments................................................................................................................................. 141 142 142 143 145 147 148 149 151 2| PrinciPeS De conStruction biocLimatique mÉDiterranÉenne............................................................................................................................. 152 La construction biocLimatique traditionneLLe .......................................................................................... 152 L’habitat ProvençaL traditionneL ................................................................................................................................. 154 5037_Bioclim.indd 9 18/03/10 14:32:32 > STDI Pdf Couleur 10 3| LeS formeS et techniqueS biocLimatiqueS ................... concevoir biocLimatique ........................................................................................................................................................ L’environnement extérieur ................................................................................................................................................ La forme biocLimatique ............................................................................................................................................................ Les Parois extérieures............................................................................................................................................................. La ventiLation ...................................................................................................................................................................................... Le mur resPirant............................................................................................................................................................................. Le mur trombe .................................................................................................................................................................................... Les teintes biocLimatiques .................................................................................................................................................. La toiture .................................................................................................................................................................................................. La toiture végétaLisée............................................................................................................................................................... La Protection soLaire des fenêtres ........................................................................................................................ Le Puits cLimatique ........................................................................................................................................................................ dimensionnement d’un Puits cLimatique............................................................................................................. Puits cLimatique thermiquement isoLé ................................................................................................................. Puits cLimatique à doubLe fLux ....................................................................................................................................... Puits canadien + vmc doubLe fLux .............................................................................................................................. PLancher à inertie et isoLation PériPhérique des soLs .................................................................... PLancher chauffant à inertie ......................................................................................................................................... Le déPhaseur thermique ....................................................................................................................................................... 4| L’Énergie SoLaire ..................................................................................................................................... Le chauffage soLaire hydrauLique ............................................................................................................................ Le chauffage soLaire aérauLique................................................................................................................................ La cLimatisation soLaire .......................................................................................................................................................... Le chauffage au bois ................................................................................................................................................................... La géothermie ..................................................................................................................................................................................... Le chauffage éLectrique ....................................................................................................................................................... Le comPortement humain ..................................................................................................................................................... 5037_Bioclim.indd 10 157 157 157 158 159 161 165 167 170 172 173 175 178 181 182 183 185 186 187 188 191 191 193 194 196 200 200 201 18/03/10 14:32:33 > STDI Pdf Couleur 11 Quatrième Partie SoLutionS architecturaLeS ............................................................................. 205 1| architecture biocLimatique ............................................................................... 206 gestion des aPPorts soLaires d’été .......................................................................................................................... 207 gestion des aPPorts soLaires d’hiver .................................................................................................................... 208 traitement de L’inertie du bâtiment ......................................................................................................................... 210 amortisseur thermique semestrieL ........................................................................................................................ 212 déPhaseur thermique adiabatique ............................................................................................................................ 214 inertie intérieure .......................................................................................................................................................................... 215 mur trombe ........................................................................................................................................................................................... 216 ventiLation natureLLe ............................................................................................................................................................... 217 bagdir ........................................................................................................................................................................................................... 218 Parois à Lame d’air .......................................................................................................................................................................... 219 cheminée romaine ......................................................................................................................................................................... 220 Paroi Pariétodynamique .......................................................................................................................................................... 220 Puits romain .......................................................................................................................................................................................... 221 moucharabieh ou gargouLette ..................................................................................................................................... 222 siPhon thermique ........................................................................................................................................................................... 225 chauffage Par hyPocauste.................................................................................................................................................. 226 PoêLe de masse .................................................................................................................................................................................. 227 Portfolio.............................................................................................................................................................................. 229 ConClusion| un futur biocLimatique ?............................................ 238 resPecter L’homme........................................................................................................................................................................ 238 redécouvrir L’architecture biocLimatique....................................................................................................... 238 bibLiograPhie ....................................................................................................................................................................................... 240 5037_Bioclim.indd 11 18/03/10 14:32:33
