Efficacité du chauffage, de la ventilation et du système de refroidissement.
Efficacité du chauffage, de la ventilation et du système de refroidissement.
L’élément le plus important et le moins coûteux en énergie pour avoir un système efficace de chauffage et d’aération est avant tout une bonne isolation thermique. Un bâtiment plus efficace nécessite de générer moins de chaleur ou de dissiper moins d’énergie, mais requiert plus de capacité de ventilation pour extraire l’air vicié.
Une quantité importante de l’énergie des bâtiments est gaspillée par l’évacuation de l’eau, de l’air et des déchets. Il existe des technologies de recyclage d’énergie in situ prêtes-à-l’emploi qui peuvent capter l’énergie calorifique des eaux usées ou de l’air vicié pour la réinjecter dans l’air neuf ou l’eau froide. Composter les déchets des logements pour des usages autres que le jardinage nécessite un composteur anaérobique centralisé.
Le site et l’orientation du bâtiment ont un impact majeur sur l’efficacité énergétique du système de chauffage et de ventilation.
Les maisons solaires passives permettent aux bâtiments d’exploiter efficacement l’énergie solaire sans l’aide de mécanismes solaires actifs comme des cellules photovoltaïques ou un chauffe-eau solaire. Les maisons à énergie solaire passive incluent généralement lors de la conception des matériaux à forte inertie thermique pour retenir la chaleur et une bonne isolation thermique qui prévient la perte d’énergie calorifique. De plus, les bâtiments à basse énergie ont généralement une faible surface d’enveloppe par rapport à leur volume pour minimiser les déperditions. Ceci veut dire que les bâtiments avec des ailes et aux volumes étendus (souvent pour faire plus organiques) sont le plus souvent bannis au profit de structures plus ramassées. Les bâtiments traditionnels des régions froides donnent un bon modèle historique de bâtiments à petite échelle offrant un bilan énergétique satisfaisant.
Les fenêtres sont placées de telle façon qu’elles maximisent les apports de chaleur et de lumière tandis qu’elles minimisent les déperditions caloriques à travers les vitres, souvent le talon d’Achille de l’isolation. Dans l’hémisphère nord, ceci implique la disposition d’un grand nombre de baies regardant au sud pour récolter le soleil direct, et de réduire drastiquement les ouvertures au nord. Certains types de fenêtres, comme les doubles ou triples vitrages avec lame de gaz et émissivité basse, procurent une bien meilleure isolation que des fenêtres toutes simples. Prévenir les gains de chaleur excessifs dus au soleil les mois chauds est important pour réduire les besoins de climatisation. Les arbres caducs sont souvent plantés devant les fenêtres, car leurs feuilles font écran l’été et leurs branches nues laissent passer la lumière l’hiver. L’installation de persiennes ou de brise-soleil permet d’ensoleiller durant les mois d’hiver (quand le soleil est bas dans le ciel) et de protéger du soleil l’été (quand le soleil est haut dans le ciel). Les conifères ou les arbres persistants sont plutôt plantés au nord du bâtiment comme protection contre la froidure des vents septentrionaux.
Sous climat froid, l’attention de l’habitat durable est portée en priorité sur les systèmes de chauffage, car c’est évidemment une des plus grosses ponctions d’énergie du bâtiment.
Sous climat chaud où l’on cherche avant tout à rafraîchir l’habitat, les dispositifs solaires passifs peuvent aussi être très efficaces. Les matériaux de maçonnerie à grande inertie thermique valent pour retenir les températures fraîches accumulées la nuit. De plus les constructeurs optent pour une structure à un seul étage dans le but de maximiser les surfaces d’échange et les pertes de chaleur. Les bâtiments sont souvent dessinés pour capter et canaliser les vents, surtout les vents rafraîchis par une étendue d’eau. Beaucoup de ces stratégies, toutes valables, sont employées d’une manière ou d’une autre par l’architecture traditionnelle des régions chaudes comme les maisons coloniales.
En climat à quatre saisons, un système énergétique intégré aura un meilleur rendement si : le bâtiment est bien isolé, s’il est orienté pour travailler avec les forces de la nature, si la chaleur est récupérée (pour être utilisée tout de suite ou stockée), si la chaudière fonctionnant au fuel fossile ou à l’électricité a une efficacité sûre à plus de 100 %, et si le système utilise de l’énergie renouvelable.