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Passive solar design is a building design strategy that uses a building’s components—walls, floors, windows, and orientation—to collect, store, reflect, and distribute solar energy in the form of heat in the winter and reject solar heat in the summer. Unlike active solar heating systems, it does not involve the use of mechanical and electrical devices.
Passive solar design relies on five key principles. The first is the aperture (or collector), which consists of large glass areas (windows, skylights) oriented to face the sun’s path, typically south in the Northern Hemisphere. These allow sunlight to enter the building. The second principle is the absorber, which involves hard, darkened surfaces on the sun-exposed side of a thermal mass. These surfaces absorb the incoming solar radiation and convert it into heat.
The third principle is thermal mass, which is a material with the capacity to store significant amounts of heat. Materials like concrete, brique, stone, and water are commonly used. The thermal mass is positioned to be irradiated by the sunlight entering through the aperture. It absorbs excess heat during the day and slowly releases it into the space at night, moderating internal temperature fluctuations.
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.
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