MONOCOQUE HOUSE / HALE PILIHONUA - Université d'Hawaii
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MONOCOQUE HOUSE / HALE PILIHONUA
Université d'Hawaii
Présenté pour le Solar Decathlon à Washington à l'automne 2010
C'est un projet de logement durable, abordable et adaptable à différents
climats, en particulier pour les climats tropicaux, comme celui d'Hawaï.
Pourquoi ce choix de climat?
Car c'est 40% de la population mondiale d'aujourd'hui qui vit dans des
zones de climats tropicales et les gaz à effet de serre seront provoqués
en majorité par ces régions d'ici une vingtaine d'année. Elle sont enclin
à beaucoup de changements, en particulier d'inondations, dues à la
montée des eaux.
Il y a dans ces régions une haute insolation, beaucoup d'humidité,
une grande chaleur et un air salée océanique.
Hawaï est dépendant des énergies fossiles, plus que dans les autres
parties du monde.
OBJECTIF - confort d'humidité (inférieure à 55%) - confort de température (inférieure à 25°C) - générer environ 10kWh/jours pour une consommation moyenne de 8kWh/jours - matériaux durable sous les tropiques, et l'utilisation minimale de matériaux et de préférence locaux - logement qui résiste aux intempérie (inondation, termites, pourriture, corrosion, tremblement de terre, tempête tropical) - bâtiment fonctionnel et esthétique
CONCEPT La maison monocoque est un bâtiment multi-peaux en forme de coquille ou obus. Il a une structure ovoïde en métal et bois. Une succession de peau : - 2 x fibre polymère bio isolante → translucide, qui laisse passer la lumière mais pas les rayons solaires - 1 enveloppe photovoltaïque décollé du support de type persienne → favoriser la lumière indirecte et la ventilation ainsi que l'ombrage de l'enveloppe Le bâtiment est sur pilotis, afin d'éviter les intempéries en rapport aux conditions climatiques du climat.
Spatialité Forme générale : rappelant la vague. On entre par une rampe à l'extrémité. L'espace intérieure est de forme allongé. Les espaces jours et nuits sont séparés par une unité centrale (cuisine + salle de bain). A l'opposé de l'entrée, est conçu une loggia, qui peut être ouverte et fermé. Le but étant de confondre l'intérieure et l'extérieure.
Équipements techniques - Chauffage d'hybride et système de refroidissement (utilisation de l'eau pour le stockage de l'énergie thermique, couplé à une pompe à chaleur d'eau-à-air) - lumière base consommation LED et intelligente - matériaux travaillés avec une main d'œuvre locale puis à la commande numérique (low tech → hi tech) - plantes inclus au projet, pour éviter des allergies et un apport d'oxygène
Virginia Polytechnic Institute & State University United States of America
PRESENTATION LUMEN : «le pouvoir de la lumière." Pendant la journée, l'exposition des occupants à la lumière naturelle est maximisée, ce qui améliore l'humeur et le bien-être. HAUS : référence au mouvement du Bauhaus, et à l'architecte Mies Van Der Rohe (Farnsworth house). La maison est fluide, ouverte, ce qui relie les occupants entre eux et à la nature.
CONCEPTION - ENVELOPPE
• Volume compact Panneaux coulissants (Eclipsys system):
- Optimise la conservation d’énergie
• Préfabrication : - Améliore la qualité lumineuse des espaces
– Facilité de transport - Crée une continuité avec l’extérieur
– Réduit la pollution
– Augmente l’efficacité d’implantation
• Choix de matériaux recyclés
ou à faible impact sur
l’environnement :
– Réduit l’émission de gaz à effet de
serre
– Réduit la pollution Panneaux solaires mobiles :
– Demande peu d’énergie à la - Les panneaux s’inclinent de façon à capter
production le maximum d’énergie
– Matériaux durables et faciles - Panneaux double-face permettant une
d’entretien production plus importante (membrane
PVC réfléchissante sur le toit)
- Excédent de production : possibilité de
recharger une voiture électrique
ELEMENTS TECHNIQUES
• Ossature métallique Géothermie : Utilisation pour chauffage et
climatisation
Plancher chauffant : maximisé par
l’inertie de la dalle béton
Système de contrôle de la
ventilation : améliorer le confort thermique
Automatisation : réaction instantanée aux
• Coupe technique de la façade conditions climatiques
Adaptabilité : architecture modulaire,
facilement adaptable aux besoins des occupants
Traitement paysager :
3 systèmes de traitement d’eau pour la purifier
Plantes (hydroponiques) traitant la pollution de
l’eau, la croissance des algues et prolifération
des insectes
Plantes vivaces (sédum) absorbant l’hydroxyde
de carboneSPATIALITE
• fermé
• ouvert
Unité centrale contrôlable à distance
depuis un smartphoneSYNTHESE http://www.solar.arch.vt.edu/design/index.html
Lumenhaus LUMENHAUS est la troisième maison solaire conçu et construit à Virginia Tech, dans le cadre d'un programme de recherche lancé en 2002. Un design novateur intégrant l'architecture et de la technologie, le projet a remporté le concours international Décathlon solaire à Madrid, en Espagne en Juin 2010. LUMENHAUS est un espace architectural qui se distingue de la plupart des maisons à énergie positive qui sont fermées avec des ouvertures stratégiques pour résister à transfert thermique. Elle incarne une conception dans laquelle toutes les composantes de la maison et les systèmes ont été conçus pour fonctionner ensemble afin de maximiser le confort des utilisateurs et protéger l'environnement. La maison utilise la technologie optimale pour rendre la vie du propriétaire plus simples, plus efficaces et moins coûteuse. A la pointe de l'architecture réactive, LUMENHAUS peut fonctionner en totale autonomie. Elle répond automatiquement aux changements environnementaux tout en conservant un confort d'utilisation. Les autres caractéristiques incluent l'utilisation durable des systèmes d'énergie passive, chauffage par rayonnement et des matériaux de construction qui sont des énergies renouvelables et / ou sources recyclables. Le système d'éclairage est à faible consommation d'énergie.
Organisation spatiale Inspiré par le pavillon-modèle de Farnsworth House conçu par Mies Van Der Rohe, la maison a un plan ouvert qui relie les occupants entre eux et à la nature dehors. Le plan rectangulaire et ouvert est a une emprise au sol petite et efficace, pourtant un espace généreux. Par temps beau, les écrans s'ouvrent, créant un raccordement physique et psychologique avec le dehors. Les doubles de surface au sol dans la taille et les murs du nord et du sud deviennent inexistants, rendant les salles illimitées. Les caractéristiques de chaque couche du système changeant de mur créent une diversité des lectures spatiales. Le noyau central joue un rôle spatial important, rapportant les voies de déroutement. La maison est conçue pour être extrêmement flexible, pour s'adapter aux besoins changeants du propriétaire, quotidiennement et avec ses circonstances changeantes de la vie. Chaque secteur a des activités spécifiques, mais a été conçu pour être flexible parce que l'utilisateur peut avoir l'option pour changer les secteurs pour leurs propres besoins selon les programmes. Par exemple, les portes dans le noyau central contiennent des activités telles que le bureau, le stockage et le divertissement dans sa doublure et portes qui peuvent être retirées pour fermer la chambre à coucher dans un espace privé. Les caractéristiques de chaque couche du système changeant de mur créent une diversité des lectures spatiales. Le compteur de cuisine peut être transformé en barre pour le divertissement et la table de salle à manger est sur des roulettes ainsi elle peut être déplacée dehors pendant des soirées chaudes d'été. La conception modulaire signifie que toute la maison elle-même est également flexible. Des unités multiples peuvent être reliées ou empilées avec les escaliers et les entrées embrochables pour créer deux, trois ou à quatre chambes maisons pour s'adapter des circonstances changeantes de la vie à propriétaires'.
Structure
• Façade sud : Les perforations sont conçues pour bloquer la lumière du soleil directe tout en
maintenant des vues à l'extérieur et l'intimité à ceux à l'intérieur.
• Façade nord : Les perforations sont conçues d'une mode plus poreuse pour permettre une lumière
du soleil plus indirecte et plus normale dans la maison tout en maintenant des vues à l'extérieur et
l'intimité à ceux à l'intérieur.Les murs nord et sud sont tout en verre idéales pour capter la lumière naturelle.
Le système entièrement automatisé Eclipsis, comprenant des indépendante couches coulissantes,
permet une conception révolutionnaire dans une maison à énergie solaire, tout en filtrant la lumière.
Façade Nord
Maquette
Elle répond automatiquement aux changements environnementaux tout en conservant
un confort d'utilisation.Les autres caractéristiques incluent l'utilisation durable des systèmes d'énergie passive, chauffage par
rayonnement et des matériaux de construction qui sont des énergies renouvelables et / ou sources recyclables.
Le système d'éclairage est à faible consommation d'énergie.
La Façade Nord la nuitLIVING EQUIA
« LIVING Ecological Quality and Integration of Ambience »
Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
How do we want to live in the future?ARCHITECTURE Construction solaire, design, fonctionnalité, esthétique
CONCEPT ARCHITECTURAL
Deux axes de lumière Nord/Sud -
Est/Ouest délimitant quatre espaces
de vie
La nuit, les lignes de lumière suggèrent
que l’énergie récupérée pendant la
journée serait diffusée en retour.
Flexibilité, modularité intérieureSYSTEME CONSTRUCTIF Le portique métallique central relie les volumes Est/Ouest. Le reste de la structure est en bois
Axonométrie éclatée
Bardage en bois
brulé
Panneau porteur
en bois
Panneau
photovoltaïque
portiqueENERGIE ET TECHNIQUE
Panneaux
solairesPanneaux photovoltaïques
DESIGN ET ESPACES INTERIEURS
#1 LE CONCEPT DE BASE
Le projet tire son concept d’un animal qui s’adapte
bien aux climats chauds : le tatou. «CORE / SKIN / SHELL»
Son métabolisme lent ne produit que très peu de
chaleur. Il régule sa chaleur interne en refroidissant Concept en trois éléments développé pour le
le sang chaud avec du sang froid qui provient des projet.
pattes.
Ces éléments, présentés ici, permettent d’atteindre
Sa carapace et son système de rafraichissement une performance énergétique et environnementale
ont inspiré le projet «Armadillo Box» dans sa qui répond aux attentes du concours.
réponse architecturale.
Il s’agit du coeur, c’est le noyau technique préfabriqué et
industrialisé accueillant la cuisine, la salle de bain, la machinerie
et les fluides.
«The Core»
C’est la partie Low tech et Low cost du projet. «The Shell»
c’est une enveloppe thermique étanche à l’eau
et à l’air Elle est réalisée en autoconstruction Bouclier protecteur et capteur d’énergie,
avec des matériaux naturels, locaux, c’est l’élément High tech du projet. Il protège
économiques et faciles à mettre en œuvre. l’enveloppe thermique des aléas climatiques
et capte l’énergie du soleil.
«The Skin»
PEPIN Lucas - HERMELIN Nathan - RENOLLEAU Julien - STECK Antoine#2 LA STRATEGIE THERMIQUE
Stratégie thermique d’été
Se protéger :
En toiture, un espace tampon ventilé permet de se protéger de la chaleur
dégagée par les panneaux solaires.
Ventiler :
La typologie traversante favorise la ventilation naturelle.
Stratégie thermique d’hiver
Capter :
Une grande baie vitrée au sud permet de capter le rayonnement solaire
direct dans la journée.
Conserver :
L’isolation performante permet d’éviter les déperditions de chaleur et
donc de limiter les besoins en chauffage.
Socker/diffuser :
Les panneaux terre en intérieur stockent les calories dans la journée
et les restituent la nuit.
Parement terre extérieur/stores textile :
Les stores à enroulement permettent, selon leurs positions, de réguler
le rayonnement solaire direct.
PEPIN Lucas - HERMELIN Nathan - RENOLLEAU Julien - STECK Antoine#3 LA TECHNOLOGIE
INSTALLATION SOLAIRE :
102 m2 de panneaux solaires photovoltaïques
«The Shell»
BRUMISATION :
Le système de brumisation permet de rafraîchir la
zone de sur-toiture en augmentant l’hygrométrie
de l’air et en consommant des calories lors du
changement d’état de l’eau.
LOCAL TECHNIQUE : Ce système ne consommerait qu’entre 5.6% et 19%
de la consommation quotidienne.
Le local technique concentre un système utile à la
passivité de la maison : une VMC double-flux, une
pompe à chaleur, un système de chauffage et de
rafraîchissement de l’air et un ballon d’eau chaude
sanitaire.
«The Core»
PEPIN Lucas - HERMELIN Nathan - RENOLLEAU Julien - STECK Antoine#4 L’ORIENTATION DES ESPACES
PLAN INITIAL :
Orienté nord-sud pour bénéficier d’un ensolieillement
optimal et d’une modularité, le bâti est conçu pour un
couple.
Au nord sont regroupés le local technique, la cuisine et
la salle d’eau. Ces espaces non modifiables forment un
noyau «tampon» au nord.
ESPACES DE VIE :
Le noyau central, refermé, permet un espace de vie
généreux qui peut être prolongé à l’extérieur.
ESPACES INTIMES :
A partir du noyau central, des éléments se déploient
pour offrir un espace de travail et un espace de nuit
au couple d’habitants.
PEPIN Lucas - HERMELIN Nathan - RENOLLEAU Julien - STECK Antoine#5 L’IMPACT ENVIRONNEMENTAL
Matériaux et énergie
Pas de fondations : légèreté de l’implantation sur le site.
Énergies renouvelables : ressources solaires et récupération d’eau de pluie.
Matériaux naturels et recyclables : Bois sous toutes ses formes.
Terre gratuite, disponible partout et nécessitant peu d’énergie pour sa
transformation.
Acier démontable, il permet de franchir de grandes portées avec peu de matière, il est
recyclable.
Toile PVC, qui dispose d’un centre de recyclage dans la région Rhône-Alpes.
Densification
PEPIN Lucas - HERMELIN Nathan - RENOLLEAU Julien - STECK AntoineSOLAR DECATHLON EUROPE 2010
TEAM FINLAND
18-27 juin 2010 MADRID
IVAN BITCH-ANTHONY HUSSERBrise-soleils verticaux
Composition de l’enveloppe
CONCEPT DE L’ENVELOPPEEQUIPEMENTS TECHNIQUES
ESPACES ORIENTES ESPACE INTERIEUR-FONCTION
TRANSPORT
Idée principale : le développement d’une
maison durable européenne
« capacité d'adaptation technique du
bâtiment à des conditions climatiques
différentes en Europe.. »
Résumé du bâtiment :
Taille: 74 m²
Hauteur: 5,36 m
Zone bâtie: 13 m: 19 m *
Type: Bois léger modulaire,
Ferme
Nombre d'habitants: 2
La structure principale se développe sur deux murs solaires actifs générant un intérieur et espace
extérieur flottant. L'espace intérieur entre les murs affiche une surface habitable de 50m ².Bloc fonctionnel modulable
Rideau : important dans la conception
architecturale de l’enveloppe, permet la
protection solaire, de l’intimité ainsi
qu’un prolongement de l’espace vers
l’extérieur.Utilisation d’appareil électrique L’apport solaire : PV en
économe en énergie, ainsi que toiture, et mur extérieur, et
d’une technologie d’éclairage panneaux solaire thermique
DEL (capteur à tube sous vide)Vous pouvez aussi lire
