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Évaluation des apports solaires à l'échelle d'un quartier urbain en période de chauffe selon sa typologie, son orientation et sa latitude dans un contexte de densification de la ville

Chénard, Laurent (2014). Évaluation des apports solaires à l'échelle d'un quartier urbain en période de chauffe selon sa typologie, son orientation et sa latitude dans un contexte de densification de la ville. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La densification des villes constitue un enjeu pour les gestionnaires des villes qui seront appelés par la communauté gouvernementale à prendre des décisions afin de limiter les effets que cette urbanisation peut entrainer sur la qualité de l’environnement des habitants. Les énergies renouvelables seront appelées à être utilisées comme levier afin d’atteindre des objectifs liés au développement durable des villes. L’énergie solaire passive est étudiée dans ce travail afin de déterminer ses effets dans un canyon urbain existant situé dans cinq villes, San Francisco, Montréal Bordeaux, Lyon et Stockholm. L’énergie directe et diffuse du soleil est prise en compte à l’aide du modèle solaire de Perez, la radiosité n’est pas utilisée dans ce travail. La demande énergétique en chauffage est calculée à l’aide des degrés-jours. Les études sont faites pendant la période de chauffage de chaque ville. Plusieurs formes de quartier (7) sont créées à partir d’un quartier original afin de valider l’importance de la forme sur le gisement solaire. L’analyse des résultats montre que l’orientation optimale du quartier fait varier le gisement solaire de 5 % par rapport à l’orientation initiale franc sud proposée, cette valeur diminue à chaque fois que des étages sont ajoutés sur tout le contexte. Une rotation par rapport à l’initiale de 90o peut faire varier l’irradiation solaire disponible de 6 à 15 % selon la ville à l’étude. La densification du quartier par l’ajout d’étage montre des effets négatifs au niveau du gisement solaire où une forte diminution de l’énergie reçue au niveau des fenêtres du premier étage est notée. Une baisse du potentiel solaire de 65 % est constatée lorsque trois étages sont ajoutés au contexte original. Les résultats montre que l’énergie solaire passive à très peu d’impact au niveau du chauffage des bâtiments des années 1960, 5 % de la demande en chauffage est à combler. Par contre pour les constructions de nos jours selon la ville étudiée et le scénario, la demande en chauffage est comblée de 20 à 90 % par les gains solaires.

Titre traduit

Evaluation of the contributions of the solar passive gains in an urban distric for the heating period according to the geometry of the area, the orientation and the lattitude in a context of a city densification

Résumé traduit

Mass urbanization is a major issue for town administrators. Population increase will have an impact on the quality of the environment for citizens. Government will have to take decisions to limit those effects. Green energies are part of the solution to reach fixed goals by the public administration for sustainable development. Passive solar energy is studied in this work in an urban canopy located in five different towns: San Francisco, Montréal, Bordeaux, Lyon and Stockholm. Passive solar energy is calculated in the heating season. Direct and diffuse solar radiation is considered by using the Perez model. Radiosity is not taken into account. Heating demand is calculated by the heating degree day method. Seven urban forms have been created to determine the amount of solar energy entering in every window of the urban canopy while taking into account urban context and forms. Optimal orientation of the canopy shows an increase of 5% of the passive solar radiation from original orientation, 180 degrees rotation from first orientation straight south. This value goes lower when stories are added to the urban context. A rotation of 90 degrees from the first orientation shows a decrease of 6 to 15% in solar passive gain. Densification of the urban canopy by adding stories to the buildings results in a loss up to 65% of the solar gain for the first story. It is showed that solar passive energy has a low ratio of 5% for space heating for old buildings, 1960 constructions. Today’s buildings have a difference between passive solar energy and heating demand of 10 to 75% depending on the model and location.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie concentration génie de l'environnement". Bibliographie : pages 137-140.
Mots-clés libres: Architecture et rayonnement solaire. Énergie solaire Systèmes passifs. Densité de construction. Climatologie urbaine Études de cas. Écologie urbaine. canyon, urbain, irradiation solaire, directe, diffuse, demande énergétique en chauffage, solaire passif
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Monette, Frédéric
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Beckers, Benoit
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 09 juin 2014 14:37
Dernière modification: 09 juin 2014 14:37
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1323

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