Le choix d'un terrain adapté est essentiel et l'implantation de la maison sur ce dernier également. Adapter la conformation de la construction Pour tendre vers un confort thermique naturel, les éléments essentiels sur lesquels il faut jouer sont: la volumétrie générale de la construction, qui devra être compacte; la répartition des baies vitrées et leur taille suivant leur exposition; la répartition des pièces en fonction de leur usage et de leur occupation pendant les 24 heures de la journée; le choix des matériaux mis en œuvre quant à leur poids (inertie thermique, à leur capacité isolante et à leur position dans la construction (répartition d'inertie thermique). Utiliser un minimum d'équipements techniques Viser un confort thermique naturel, c'est concevoir une construction qui va y parvenir par elle-même. Dans 50 ans, sans entretien, sans consommation, elle atteindra toujours le même but. Plus on introduit des équipements de confort thermique (pompe à chaleur, chaudière, climatiseurs, etc. Isolation et aménagement d'un sous-sol, maison 1990. ) plus on s'éloigne d'une conception bioclimatique.
Notamment on captera et stockera les calories solaires, on limitera les pertes de chaleur et on répartira ces calories dans l'ensemble de la maison. en été, on visera à éviter les surchauffes sans avoir recours à la climatisation. Par exemple, on protégera l'habitat des rayons du soleil (ombrage par les débords de toit), on isolera l'espace intérieur des apports de chaleurs externes et on le refroidira aux moments opportuns (ventilation nocturne). en demi-saison, on s'adaptera aux conditions climatiques locales en composant avec les solutions présentées précédemment. Ensoleillement Le soleil et ses apports de chaleur gratuits jouent un rôle important dans la démarche bioclimatique. Maison bioclimatique - Construire écolo : Idéesmaison.com. On souhaite en particulier profiter de l'ensoleillement d'hiver au Sud pour chauffer la maison par le rayonnement solaire. L'orientation idéale est donc d'avoir la façade principale des pièces de vie en direction du Sud, à plus ou moins 25°. Ainsi, le soleil d'hiver (qui est plus bas sur l'horizon) apportera ses calories au moment où on en a besoin, et des protections solaires adaptées (casquettes et débords de toits au Sud, volets et brise soleil à l'Est et à l'Ouest) empêcheront les rayons de pénétrer dans la maison en été, pour éviter toute surchauffe estivale.
Forme et compacité Facteur important, le choix de la forme de la maison devra être un équilibre judicieux entre esthétique et performance thermique. En effet, plus un bâtiment sera compact avec des surfaces réduites en contact avec l'extérieur, plus les coûts de construction seront réduits et plus les déperditions de chaleur seront faibles (et donc les besoins de chauffages seront réduits). Ainsi, pour une même surface habitable totale et à réalisation technique équivalente, un logement collectif de 16 appartements pourra coûter deux fois moins cher que 16 maisons individuelles, à la construction et au fonctionnement, comme le montrent le schéma et la graphe ci-dessous (source: Depecker et al, 2001). Schéma maison bioclimatique. Organisation des espaces habités Après avoir réfléchi sur le terrain d'implantation et sur la forme du bâtiment, il est intéressant de travailler sur le positionnement et l'aménagement des différents espaces intérieurs de la maison. On réalisera un « zonage thermique » pour notamment favoriser les apports de lumière et de chaleur solaire dans les pièces de vie (salon, salle à manger qui seront donc préférentiellement situés au Sud de la maison), créer des zones tampons au Nord du bâtiment où seront positionnées les pièces non chauffées (garage, entrée, cellier) et placer les chambres (qui sont des pièces plus tempérées que fortement chauffées) à l'Est et à l'Ouest.
C'est là que rentre en jeu l'inertie thermique. Plus cette dernière est élevée, plus la température intérieure sera "lissée" sur des périodes longues. On peu viser un lissage jour/nuit sur 24 heures, mais aussi sur plusieurs jours, voire entre deux saisons. L'inertie dépend directement des masses capables d'absorber, puis de restituer des calories (ou des frigories). C'est donc une affaire de poids compris dans l'enveloppe isolée. Répartir l'usage des pièces suivant leur orientation Le apports solaires étant les plus aisés au sud, la répartition des pièces suivant leur usage se fera en conséquence. Les plus souvent occupées au Sud, les moins chauffées et les moins occupées au Nord. Schéma d’une maison écologique | Maison écologique, Maison autosuffisante, Maison. Bioclimatisme et éléments de confort l'été Se protéger des apports solaires Le principe est de mettre les baies vitrées à l'ombre, c'est-à-dire de les protéger par l'extérieur du soleil, car cela ne sert à rien de se protéger du rayonnement solaire une fois qu'il a franchi les vitres. Une attention particulière sera portée sur les baies orientées à l'est, mais surtout à l'ouest, qui sont sources de beaucoup de chaleur en été et en demi-saison.
Pour optimiser l'ensoleillement, il faut également prendre en compte l'ombrage porté par les éléments proches (maisons voisines, arbres) et lointains (montagne) qui cachent le soleil à certaines heures de la journée et réduisent donc les apports de calories solaires. Tout cela doit être étudié finement: diagramme solaire, énergie de rayonnement reçue localement, calculs d'ombrage, etc. afin d'optimiser la performance thermique du bâtiment. Construire en fonction du terrain Avant tout travail de conception, le choix du terrain d'implantation est bien évidemment primordial, afin de prendre en compte et d'optimiser les influences de l'altitude, du relief, des sols et de la végétation environnante. Outre la température locale et l'ensoleillement, le choix du terrain devra également prendre en compte le régime des vents locaux et l'humidité. Une fois le terrain choisi, on jouera sur les contraintes locales pour favoriser les gains solaires tout en réduisant les déperditions: protection contre les vents dominants en hiver, utilisation de la végétation locale comme ombrage d'été, réduction de surfaces vitrées sur la façade Nord, etc.
Afin d'éviter le phénomène de stratification, il conviendra de favoriser les sols foncés, d'utiliser des teintes variables sur les murs selon la priorité entre la diffusion de lumière et la captation de l'énergie solaire (selon le besoin) et de mettre des teintes claires au plafond. Les teintes les plus aptes à convertir la lumière en chaleur et l'absorber sont sombres (idéalement noires) et celles plus aptes à réfléchir la lumière en chaleur sont claires (idéalement blanches). Il est également à noter que les matériaux mats de surface granuleuse sont plus aptes à capter la lumière et la convertir en chaleur que les surfaces lisses et brillantes (effet miroir). Une réflexion pourra également être faite sur les matériaux utilisés, pouvant donner une impression de chaud ou de froid selon leur effusivité. 3. Conserver la chaleur ou la fraicheur En hiver, une fois captée et transformée, l'énergie solaire doit être conservée à l'intérieur de la construction et valorisée au moment opportun. En été, c'est la fraicheur nocturne, captée via une sur-ventilation par exemple, qui doit être stockée dans le bâti afin de limiter les surchauffes pendant le jour.
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