DOSSIER  
Dimension 48 – mai 2018

Créer un bon confort d’été conceptuel

Plus de 550 architectes ont assisté aux séances d’information de la NAV sur le problème croissant de la surchauffe. « Mieux vaut prévenir que guérir. Avec un concept de bâtiment physique mûrement réfléchi, l’architecte peut se débarrasser intelligemment de la surchauffe », a déclaré le conférencier ir.arch. Friedl Decock, ingénieur-conseil chez Daidalos Peutz, le bureau d’ingénierie en physique du bâtiment à Leuven.

Quand parle-t-on de surchauffe?

La température à laquelle les personnes ont trop chaud dépend de leurs vêtements, de l’activité, de l’humidité relative et de la vitesse de l’air. La température inhérente à la surchauffe dépend de la situation.

Pourquoi en est-on aujourd’hui plus affecté?

A l’aide d’un bilan thermique d’un bâtiment, Friedl Decock a démontré l’impact des mesures structurelles sur ce bilan. Il en ressort que les apports solaires pèsent lourdement. Une protection solaire extérieure amovible représente une solution et une ventilation naturelle de pointe par les fenêtres permet d’évacuer les apports solaires efficacement. Une plus grande herméticité des bâtiments, une isolation meilleure, …, n’ont qu’un impact limité. Un pourcentage élevé de vitrage en façade, une protection solaire limitée, des bâtiments plus légers et moins de châssis ouvrants génèrent plus de problèmes de confort d’été qu’auparavant. Un bon concept garantit un bon confort d’été.

(Vague de) chaleur: ville ou campagne

Pour ceux qui doutent encore de l’impact mortel de la chaleur: la canicule européenne de 2003 a fait 40.000 morts. La chaleur peut être fatale aux personnes vulnérables (personnes âgées, nourrissons, personnes affaiblies, …). Suite aux changements climatiques, le nombre de jours de canicule augmente d’année en année. Pour le moment, Bruxelles comptabilise une moyenne de 4 jours de canicule, un chiffre qui pourrait grimper à 17 d’ici 2040 (pronostics H. Wouters – KULeuven). Par ailleurs, l’effet îlot de chaleur urbain qui génère une augmentation de la température de 1 à 3 degrés dans les villes par rapport à la campagne, peut s’élever jusqu’à 12 degrés en cas de vague de chaleur. Le potentiel de refroidissement par une ventilation naturelle diminue dans les villes. Nous pouvons atténuer cet effet en utilisant notamment des toits végétaux et en prévoyant des espaces verts en suffisance dans les villes.

PEB

Le logiciel PEB indique le risque de surchauffe dans les habitations. Comme la méthodique de calcul est stationnaire, l’instrument n’est pas un outil d’évaluation idéal. Pour les habitations, les principaux paramètres sont la maîtrise des apports solaires et l’importance d’une ventilation naturelle de pointe via l’ouverture de fenêtres. Les deux sont repris dans la méthodique de calcul.

Cinq topologies

A l’aide de 5 typologies, Friedl Decock montre l’impact de diverses mesures sur le confort d’été et leurs effets secondaires sur la consommation énergétique pour le chauffage, la ventilation et l’éclairage naturel.

Appartement/Penthouse

« Dans le cas d’un appartement, l’utilisation d’un vitrage sélectif engendre une augmentation de la consommation énergétique du chauffage de 20%. En été, les apports solaires provoquent une surchauffe. En hiver, ils sont utiles et chauffent gratuitement l’habitat. Le vitrage sélectif limite les apports solaires tout au long de l’année. Une protection solaire extérieure amovible protège du soleil aux bons moments. Des châssis ouvrants sont nécessaires à un bon confort d’été. Pour un penthouse avec une enveloppe passive, un revêtement de toit blanc ou un toit végétal s’avère utile. Un plafond abaissé entrave la masse thermique, ce qui entraîne des dépassements de température supplémentaires et un besoin accru de châssis ouvrants », explique Friedl Decock.

Maisons

« En ce qui concerne les maisons, le projet d’essai Velux RenovActive est en cours dans une habitation rénovée. Par leur manière d’occuper les lieux, les résidents ont un grand impact sur l’atteinte ou non d’un bon confort d’été. L’ouverture des fenêtres et l’utilisation d’une protection solaire génèrent déjà un bon confort. Un pilotage automatique peut solutionner la dépendance de l’utilisateur. »

Une attention supplémentaire lors de la conception des centres de soins résidentiels (CSR)

Pour les résidents d’un CSR, la chaleur peut être fatale. Lors d’une ‘année climatique normale’, un bon confort d’été est possible avec une protection solaire extérieure et l’ouverture des fenêtres. Le vitrage hautement sélectif (g < 0.3) peut aussi être utilisé. C’est meilleur marché, cela demande moins d’entretien, mais l’éclairage naturel est réduit, ce qui est très important pour la santé de ce groupe d’utilisateurs. Lors d’une vague de chaleur, ces mesures ne peuvent pas garantir un confort d’été. Il fait trop chaud à l’extérieur : le bilan tient uniquement compte des apports de chaleur, pas des pertes. Un refroidissement actif est nécessaire. De bonnes mesures passives permettent de limiter la consommation d’énergie pour le refroidissement.

Ecole

Dans une école passive, un refroidissement nocturne naturel à pilotage automatique est requis, outre la protection solaire externe et l’ouverture suffisante des fenêtres. La masse thermique disponible contribue à un meilleur confort d’été. Pour les écoles et les bureaux, une protection solaire au nord est importante.

(La cinquième typologie, la salle de réunion, n’est pas détaillée ici.)

Règles empiriques

Trois règles empiriques sont à respecter lors de la conception, pour un bon confort d’été : la limitation des apports solaires, une ventilation suffisante et la limitation des apports thermiques internes.

1. Limitez les apports solaires par un pourcentage de vitrage en façade mûrement réfléchi (vue, éclairage naturel, perte de chaleur, apports solaires), une protection solaire extérieure amovible à pilotage automatique et un toit végétal ou blanc.

2. Veillez à une ventilation naturelle de pointe pour évacuer la chaleur efficacement. Une ventilation naturelle peut diminuer la consommation énergétique de la ventilation (électricité). La surface d’ouverture minimale d’une fenêtre dépend du type de ventilation : simple, transversal ou à effet cheminée. Un refroidissement naturel nocturne à pilotage automatique avec une masse thermique disponible est conseillé. Pendant les heures d’utilisation, la commande de CO₂ sur la ventilation désactive le fonctionnement de la ventilation mécanique lors de l’ouverture des fenêtres (limite la consommation d’électricité). Un bypass sur le système de récupération de chaleur de la ventilation mécanique est nécessaire.

3. Enfin, les apports thermiques internes peuvent être limités par une occupation réaliste.

« Pendant une année climatique normale, les prescriptions en vigueur garantissent un bon confort d’été. Lors de vagues de chaleur, seul un refroidissement actif rend cela possible », résume Friedl Decock. A la suite de cela, ir.-arch. Koen Willem a donné un aperçu des solutions pratiques proposées par les partenaires de la NAV.

Par Philip Declercq