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Conception solaire passive

1970
Bâtiment résidentiel doté de caractéristiques de conception solaire passive telles que des murs Trombe et des fenêtres orientées au sud.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La conception solaire passive est une stratégie de conception de bâtiments qui utilise les composantes d'un bâtiment (murs, sols, fenêtres et orientation) pour capter, stocker, réfléchir et distribuer l'énergie solaire sous forme de chaleur en hiver et rejeter la chaleur solaire en été. Contrairement aux systèmes de chauffage solaire actifs, elle ne nécessite aucun dispositif mécanique ou électrique.

La conception solaire passive repose sur cinq principes clés. Le premier est l'ouverture (ou capteur), constituée de grandes surfaces vitrées (fenêtres, puits de lumière) orientées face au soleil, généralement au sud dans l'hémisphère nord. Ces ouvertures permettent à la lumière du soleil de pénétrer dans le bâtiment. Le deuxième principe est l'absorbeur, qui consiste en des surfaces dures et sombres, situées sur la face exposée au soleil d'une masse thermique. Ces surfaces absorbent le rayonnement solaire incident et le convertissent en chaleur.

Le troisième principe est celui de la masse thermique, c'est-à-dire un matériau capable d'emmagasiner d'importantes quantités de chaleur. Des matériaux comme le béton, briqueOn utilise couramment de la pierre et de l'eau. La masse thermique est positionnée de manière à être irradiée par la lumière du soleil pénétrant par l'ouverture. Elle absorbe l'excès de chaleur pendant la journée et la restitue lentement dans l'espace la nuit, modérant ainsi les variations de température interne.

Le quatrième principe est la distribution, c'est-à-dire la méthode par laquelle la chaleur solaire circule des points de captage et de stockage vers les différentes zones du bâtiment. Cela peut se produire par convection naturelle, conduction ou rayonnement. Par exemple, l'air chaud monte et peut circuler par les ouvertures hautes, tandis que l'air plus frais est aspiré par les ouvertures basses.

Le dernier principe est le contrôle. Il implique des mécanismes permettant de gérer les effets du soleil, notamment pour éviter la surchauffe en été. Les avant-toits, les auvents, les stores et les arbres à feuilles caduques sont des éléments de contrôle courants. Ils sont conçus pour bloquer le soleil d'été, tout en laissant pénétrer le soleil d'hiver, plus bas.

UNESCO Nomenclature: 3303
- Architecture

Taper

Système abstrait

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Pratiques grecques et romaines antiques consistant à orienter les bâtiments pour capter le soleil d'hiver
  • Description par Socrate de la « maison mégaron » conçue pour optimiser l'apport solaire
  • L'invention du verre transparent, permettant de grandes fenêtres
  • Recherches sur le transfert de chaleur et la thermodynamique au XIXe siècle

Applications

  • murs de trombe dans les maisons résidentielles
  • fenêtres orientées au sud avec des surplombs calculés dans l'hémisphère nord
  • matériaux à masse thermique élevée comme les sols en béton ou en pierre
  • espaces verts ou solariums attachés aux bâtiments
  • stratégies d'éclairage naturel pour réduire les besoins en éclairage électrique

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • smart windows with electrochromic glass that automatically adjusts tint based on sun intensity
  • matériaux à changement de phase (PCM) intégrés aux murs pour augmenter la capacité de stockage thermique
  • photovoltaïque intégré au bâtiment (bipv) qui sert également de dispositifs d'ombrage
  • logiciel de modélisation informatique avancé pour optimiser l'orientation des bâtiments et la conception des surplombs pour n'importe quel emplacement
  • seasonal stockage d'énergie thermique systems that capture summer heat in underground reservoirs for winter use
  • Composants de construction imprimés en 3D avec des structures internes optimisées pour la masse thermique et la circulation de l'air
  • conceptions biophiliques qui utilisent une végétation stratégiquement placée pour un ombrage dynamique et un refroidissement par évaporation
  • matériaux isolants transparents qui laissent passer la lumière mais empêchent la chaleur de s'échapper
Lié à : solaire passif, conception de bâtiments, architecture, inertie thermique, énergie solaire, bâtiment durable, efficacité énergétique, éclairage naturel.

Contexte historique

Conception solaire passive

1960
1962-10-09
1964
1970
1970
1970
1970
1960
1962
1963
1965-12-21
1970
1970
1970
1970

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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