Paysages érodés comme approche à la verticalité en milieu urbain
Maitrise Ambiances Physiques et Design
Prof. Claude MH Demers + André Potvin M.Arch. Ph.D.
Groupe de recherche en ambiances physiques (GRAP) - Faculté d'aménagement, d'architecture, d'art et de design - Université Laval - Hiver 2015
par Sabrina Bureau, Sophie Gingras, Émilie Labbé et Estelle Robitaille
Les principes intégrateurs
lumière + thermique
Thermique
Échelle urbaine
Le site de Place Québec se situe dans un microclimat urbain particulier, entre autres en raison du contexte environnant, du climat québécois et de la topographie singulière qui lui confèrent des caractéristiques distinctives. La forme développée en deux tours de différentes hauteurs répond donc aux spécificités du lieu d'implantation puisqu'elle permet d'une part de réduire l'incidence des vents aux alentours du projet en plus de créer un espace unique entre les deux entités, à l'abri du vent. Par ailleurs, cette typologie s'intègre favorablement au tissu urbain par le positionnement réfléchi des deux tours en fonction des bâtiments avoisinants.
Vents est-nord-est
Vents ouest-sud-ouest
Vents est-nord-est
Vents ouest-sud-ouest
Matrice annuelle
Matrice des microclimats _ Hiver
Matrice des microclimats _ Été
Matrice des microclimats _ Automne
Matrice des microclimats _ Printemps
L'étude des réactions éoliennes et solaires d'une forme divisée en deux entités permet de remarquer que l'espace mitoyen bonifie fortement le projet. En effet, grâce à son orientation, la fente est protégée des vents dominants et acceuille le soleil durant une bonne partie de la journée. Ce lieu renforce ainsi la relation avec le contexte puisqu'il scinde le projet en deux parties à vocation différente dont l'intégration à l'échelle urbaine est plus qu'adéquate. L'ajout de cet espace extérieur améliore également l'expérience vécue par les usagers du bâtiment puisqu'il est suceptible d'augmenter leur sentiment d'appartenance au projet.
Échelle architecturale
Insolation des façades
En plus de réduire considérablement l'espace alloué à la mécanique, l'intégration de systèmes décentralisés permet aux occupants d'avoir un meilleur contrôlee sur les ambiances du bâtiment. Ainsi, des thermopompes situées à chaque étage conditionnent l'air neuf afin de le redistribuer par les planchers à une température idéale. Par simple déplacement, l'air vicié se retrouve au plafond de chaque étage et s'évacue dans la double-peau de la paroi vitrée, entraînant un effet cheminé sur l'ensemble du projet. La tour d'habitation, quant à elle, demeure relativement indépendante aux divers systèmes mécaniques. En effet, l'intégration de la ventilation transversale, d'un mur solaire, de masses thermiques et d'un chauffage radiant permet à cette partie du bâtiment de demeurer davantage passive lors des moments de chauffage et de climatisation.
Coupe bioclimatique
Hiver
Coupe bioclimatique
Été
Coupe bioclimatique
Automne
Échelle détail
L'ajout d'un mur solaire étant impossible sur la façade triangulée, l'atrium a été considéré comme tel puisqu'il recueille une importante quantité de chaleur et de lumière permettant ainsi de préchauffer l'air avant de le redistribuer dans les espaces de travail de la plus grande tour. Cette stratégie de captage d'air (CA) influenc énormément la consommation énergétique du bâtiment et permet même, selon le logiciel PET 5.1 d'avoir une consommation d'énergie négative. D'autres stratégies simples, comme l'ajustement de la température de consigne en fonction des saisons, la récupération de chaleur en hiver ou la réduction des gains de chaleur internes grâce à des équipements plus performants, réduisent considérablement la dépense énergétique du bâtiment. De plus, des systèmes perfomants comme celui de ventilation par déplacement contribuent également à réduire la consommationénergétique.
Lumière
Échelle urbaine
La forme développée pour le projet Clivage a été réfléchie afin d'être en étroite relation avec son contexte, autant au niveau thermique qu'au niveau lumineux. Effectivement, la façade sud-ouest reçoit une quantité importante de lumière et la forme cambrée a donc été sélectionnée afin de permettre à la tour de s'occulter en partie par elle-même. Ce geste influence légèrement l'obstruction à la vue du ciel, toutefois, ses avantages sont considérables pour le confort des occupants et pour la réduction de la demande énergétique, justifiant ainsi le développement en ce sens.
L'espace mitoyen aux deux tours a été conçu afin de favoriser un apport maximal de lumière et ainsi encourager son utilisation fréquente par les usagers du bâtiment. Son orientation lui procure un ensoleillement direct optimal durant l'après-midi et ce, durant la majeure partie de l'année.
Le fente a également été réfléchie en fonction de la latitude du projet. En effet, pour un positionnement dans la ville de Québec, le livre de référence SWL (DeKay et Brown, 2014) suggère un rapport hauteur/largeur d'au plus 1,5 afin que la plus petite tour, allouée aux espaces d'habitation, ne pertube pas l'ensoleillement de la tour à bureaux. Le rapport obtenu pour le projet de 1,48 permet de respecter cette mesure en optimisant le nombre d'étage attribués aux unités d'habitation.
Échelle architecturale
Juin, 15h00
Décembre, 15h00
Septembre, 15h00
Septembre, 15h00
Le principal défi sur le plan lumineux est sans doute de fournir un éclairage naturel diffus et direcdt suffisant et adéquat au niveau des espaces de travail. Pour ce faire, la question architecturale a été abordée dans l'optique o un facteur lumière du jour d'au moins 3% est nécessaire dans les espaces de bureaux afin de ne pas recourir à des sources d'éclairage artificiel. Ainsi, le puits mécanique est positionné au centre du bâtiment afin d'offrir un niveau élevé de lumière diffuse en périphérie de ce dernier.
Échelle détail
À l'échelle du détail, la qualité de la lumière naturelle offerte aux usagers du bâtiment est d'autant plus importante que sa quantité. Dans cet ordre d'idées, la question de l'éblouissement a été étudiée plus en profondeur afin d'offrir aus usagers du projet des espaces de travail confortables au niveau visuel. Ainsi, des tablettes réfléchissantes sont installées à la hauteur des surfaces de travail dans le but de réfléchir la lumière vers le plafond et permettre un éclairage mieux réparti dans l'espace.