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Quels sont les matériaux qui gardent les bâtiments au frais ?

Les climatiseurs sont particulièrement nocifs car ils utilisent un fluide frigorigène appelé Hydrofluorocarbone (HFC). Bien que le HFC ne représente que 1 % de toutes les émissions de gaz à effet de serre, il est aussi des milliers de fois plus puissant que le dioxyde de carbone.


Concevoir avec des matériaux qui refroidissent naturellement peut aider à atténuer ces effets environnementaux en réduisant le besoin de climatisation. Ci-dessous, nous compilons quelques solutions matérielles et structurelles pour le refroidissement passif qui peuvent aider les concepteurs à réguler efficacement la température des bâtiments en termes d'efficacité énergétique.


Masse thermique et isolation thermique


Les matériaux denses comme la pierre, le béton et la terre ont chacun un certain nombre de propriétés qui leur permettent d'agir comme une bonne isolation contre la chaleur. Il s'agit alternativement d'une bonne conductivité thermique (capacité de "relâcher le froid" passivement), d'un retard thermique (transmission lente de la chaleur), d'une faible réflectivité (faible redistribution de la chaleur) et d'une grande capacité thermique volumétrique (capacité élevée de stockage de la chaleur). Lorsque ces matériaux sont utilisés en groupe, leurs qualités d'isolation deviennent particulièrement puissantes, comme en témoignent les "maisons troglodytes" uniques en leur genre telles que la Maison des grottes d'été de Kapsimalis Architects à Santorin. D'autres projets, comme A-cero's Concrete House II, reposent sur des murs de béton épais pour obtenir des effets similaires.


Les maisons plus traditionnelles n'utilisent peut-être pas ces matériaux encombrants, mais comptent plutôt sur une isolation thermique efficace. Typiquement, la résistance thermique de l'isolant est mesurée par ce que l'on appelle le facteur R ou la valeur R. Plus cette valeur est élevée, plus le matériau est résistant à la chaleur et plus l'isolant est efficace. Des matériaux comme le polystyrène, la mousse de polyuréthane et la mousse phénolique sont des exemples d'isolants thermiques qui ont des valeurs R phénoménalement élevées.


Matériaux naturels


Outre ses murs en béton épais, la maison en béton A-cero's Concrete House II et une multitude d'autres conceptions tout aussi sensibles à la chaleur utilisent des éléments naturels tels que des toits végétalisés ou des murs en lierre. Les toitures végétalisées sont non seulement esthétiques, mais procurent aussi de l'ombre, enlèvent la chaleur de l'air et réduisent la température des toits. Parmi les exemples notables, mentionnons la California Academy of Sciences de Renzo Piano, la Nanyang School of Art de CPG et la Villa Bio d'Enric Ruiz-Geli.


L'incorporation d'eau dans un bâtiment peut également refroidir une maison par évaporation et débit d'air, selon le climat. Cette méthodologie a été reconnue dès les Romains, qui concevaient souvent leurs maisons autour d'une piscine à cour centrale.


Matériau et emplacement des fenêtres


Les toitures végétalisées et les éléments d'eau peuvent sembler excessifs pour le propriétaire moyen ou le concepteur, mais la climatisation passive peut aussi être aussi facile que de choisir le bon verre pour les fenêtres d'un bâtiment. Plus le coefficient de gain de chaleur solaire (SHGC) du verre est faible, moins il transmet de chaleur et plus le bâtiment est frais. Ces avantages peuvent être augmentés avec des stores extérieurs, qui empêchent la lumière du soleil de frapper les fenêtres et réduisent ainsi la quantité de chaleur ou d'éblouissement qui atteint l'intérieur. Même le positionnement de ces fenêtres peut avoir des effets de refroidissement passif par ventilation croisée ou par l'alignement des fenêtres pour faciliter la circulation de l'air. Parmi les exemples notables de ventilation croisée, mentionnons les maisons de fusil de chasse de la Louisiane, qui réduisent au minimum les murs intérieurs qui peuvent obstruer les courants d'air horizontaux.


Couverture de toiture


Enfin, les toits réfléchissants de couleur claire, une autre alternative aux toits verts, peuvent rafraîchir efficacement les intérieurs en redirigeant les rayons du soleil et en réduisant l'absorption de chaleur. Par exemple, les toits recouverts de tôles, de tuiles ou de bardeaux réfléchissants ou de peinture réfléchissante. Alors que les toits standard ou sombres peuvent atteindre 150 degrés Fahrenheit par une chaleur intense, les " toits froids " ne peuvent atteindre que 50 degrés Fahrenheit dans les mêmes conditions.


Les toits hauts et les coupoles peuvent également permettre à la chaleur existante de s'élever et de s'échapper des zones d'utilisation. De même, les porches couverts et les auvents peuvent protéger l'intérieur de la lumière du soleil et de l'éblouissement. Dans l'ensemble, les considérations matérielles et la conception structurelle vont de pair pour créer des alternatives efficaces à la climatisation et au refroidissement mécanique, réduisant ainsi l'utilisation de HFC et les émissions de gaz à effet de serre nuisibles.

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