« Form follows function. »
La célèbre maxime de l’architecte Louis Sullivan fait le lien entre la forme et la fonction, mais la relation entre la forme des bâtiments et l'efficacité énergétique est moins bien connue.
La forme du bâtiment est l'une des décisions les plus fondamentales que nous prenons en tant que concepteurs. Cette décision est prise bien avant que nous soyons prêts à créer un modèle énergétique détaillé du projet. Heureusement, il existe des calculs très simples qui peuvent vous aider à évaluer le potentiel de la forme de votre bâtiment, même si vous êtes en phase esquisse, avec des croquis sur papier calque et des modèles en carton.
Quel est l'impact de la forme sur l'efficacité énergétique ?
C'est simple : plus la surface du bâtiment est grande, plus il y aura de pertes de chaleur. Par surface, j'entends la surface totale de l'enveloppe thermique : les murs, la dalle et le toit qui séparent l'espace chauffé de l'espace non chauffé. Une enveloppe thermique compacte perdra moins de chaleur (pendant l'hiver dans un climat froid) qu'une enveloppe plus étalée.
L'exemple ci-dessous montre trois plans différents qui ont tous la même surface de plancher. La forme du plan modifie le périmètre, ce qui modifie la surface totale des murs. Une augmentation de surface de murs signifie une augmentation de pertes de chaleur. Si nous visons le même niveau d'efficacité énergétique pour les trois options, nous devons ajouter de l'isolation aux moins compactes pour compenser la perte de chaleur supplémentaire résultant de l'augmentation de leur surface murale. Une forme de bâtiment compacte offre une efficacité énergétique rentable.
Les formes complexes comportent également davantage de détails de jonction, donc plus de risque de ponts thermiques ou de fuites d'air si ces détails ne sont pas conçus et construits avec soin.
Comment évaluer la forme d’un bâtiment ?
Voici quelques calculs simples qui peuvent vous aider à déterminer la compacité de l'enveloppe thermique de votre bâtiment :
Ces valeurs cibles ne sont pas absolues. Si votre bâtiment a un rapport surface/volume de 3,2, vous n'êtes pas condamné, mais ce sera plus difficile d'atteindre une bonne efficacité énergétique globale. Ces ratios sont très utiles pour comparer les différents concepts, afin de déterminer lequel a le meilleur potentiel d’efficacité énergétique.
À retenir
Une enveloppe thermique compacte améliore l’efficacité énergétique en réduisant les pertes de chaleur à travers l'enveloppe et en limitant le nombre de jonctions à risque pour les ponts thermiques et les fuites d’air.
Il existe de nombreuses façons de créer une architecture intéressante sans incidence sur la compacité de l'enveloppe thermique :
Positionner les espaces non chauffés (garages, vérandas...) autour du bâtiment pour créer une composition spatiale intéressante ;
Explorer le potentiel du revêtement extérieur avec des variations de matériaux, de couleurs, de motifs et de textures ;
Utiliser des dispositifs d'ombrage passifs tels que les brise-soleil pour animer la façade (en minimisant les ponts thermiques dans leur détail de fixation).
Une conception bien pensée trouve des solutions créatives aux contraintes!