BÂTIMENT À ÉNERGIE POSITIVE RÉNOVATION D UN IMMEUBLE COLLECTIF À THUN EN SUISSE

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1 BÂTIMENT À ÉNERGIE POSITIVE RÉNOVATION D UN IMMEUBLE COLLECTIF À THUN EN SUISSE N o r m a n F o s t e r S o l a r Aw a r d a r c h i t e k t u r a t e l i e r a d r i a n c h r i s t e n a l l e e s t r a s s e s t e f f i s b u r g w w w. a r c h i t e k t u r - a a c. c h t i b o r l a m o t h a r c h i t e k t e t h s i a s p e e r s t r a s s e w o l l e r a u w w w. l r s a. c h

2 Design est invisible. (Lucius Burckhardt 1980) 2

3 DATES PHILOSOPHIE Il s agit d une architecture ambitieuse, intégrée aux lieux de vie contemporains et individuels. Elle s établit selon le low-tech-concept : un édifice sans ventilation mécanique ni circulation de chauffage L habitat défend une manière saine de vivre au travers ses matériaux naturels et écologiques. Le résultat est visionnaire : produire plus d énergie que le bâtiment n en consomme ; c est-à-dire un bâtiment à énergie positive. CLIENT Thomas Rudolf Schuberstrasse 8, 3600 Thun Switzerland ARCHITECTES Architektur Atelier Adrian Christen Alleestrasse 9, 3613 Steffisburg Suisse, Tibor Lamoth Architekt ETH SIA Speerstrasse 14, 8832 Wollerau Suisse, CALCULS & EXÉCUTION Architektur Atelier Adrian Christen Alleestrasse 9, 3613 Steffisburg Suisse, OBJECT adresse: Schuberstrasse 8, 3600 Thun Suisse objet: rénovation à énergie positive logements: 3 appartements : 1er étage 4.5 chambres 136m2, 2ième étage 4.5 chambres 130m2, en toiture 3.5 chambres 110m2 construction: 1947 rénovation: murs extérieurs: matériaux: Geophatologie: crépis et isolation sur maçonnerie naturels et écologiques (bois, argile, calcaire, liège) revêtement en tapis de carbonifère et en calcaire de carbonifère contre la pollution électro-magnétique, ethernet remplace un réseau sans fil, liège contre rayonnement du radon. ventilation: aucune récupération: aucune isolation: 26 cm mousse de calcaire chauffage: gains solaires à travers les fenêtres orientées Sud, supportés par un poêle à bois d appoint par appartement l eau chaude: capteurs tubulaires sous vide intégrés au au garde-corps du balcon électricité: couverture de toiture entièrement constituées en panneaux solaires photovoltaïques énergie positive: calculée 187%, mesurée 2014: 270% frais: 1.9 millions Swiss Francs prix par mètre cube: 800 Swiss Francs/m 3 TRADUCTION EN FRANÇAIS Robert Grabczan Architecte Université Catholique de Louvain BE 3

4 SITE SITE HISTORIQUE EN RAPPORT AVEC LE RAYONNEMENT SOLAIRE Le plan général pour le quartier historique de 1873 est basé sur une grille avec des volumes bâtis similaires. Les façades principales des toits en pente sont orientées vers le sud et vers la vue sur les Alpes. L adaptation à l orientation historique de la toiture intègre le bâtiment naturellement au contexte urbain. De plus, les gains solaires sont idéaux : la façade principale vis-à-vis des gains solaires intenses pour chauffer passivement la maison et les versants orientés vers l est et l ouest pour les gains d électricité. plan général du quartier 1880 volume intégré au contexte, la couverture de toiture est entièrement constituée de panneaux solaires photovoltaïques 4

5 möglicher Standort Lift P2 P1 RÉNOVATION IMMEUBLE COLLECTIF THUN SUISSE Rampe max. 6% bâtiment original site 1:1000 5

6 ARCHITECTURE & CONCEPT ENERGETIQUE L immeuble locatif de 1947 a été transformé en bâtiment à énergie positive. Le low-tech-concept se traduit par une absence de ventilation active, ainsi que de chauffage actif ; ces éléments étaient décisifs pour remporter le concours. Le bilan énergétique est positif, sans pour autant que l isolation de 26 cm ne soit énorme et ni que la technologie du bâtiment soit trop importante. OUVRIR LE PLAN DU REZ ET DU 2e ÉTAGE Le plan en cellules a été ouvert par le projet de rénovation. L espace ouvert relie désormais la salle de séjour et la cuisine. Cette ouverture crée plus d éclairage naturel, des vues supplémentaires et en plus, une circulation passive de la chaleur. NOUVELLE TOITURE La nouvelle forme du toit s adapte au contexte urbain. Les gains solaires sont idéaux: la façade principale pour les gains solaires intenses pour chauffer passivement le bâtiment, et la couverture entière de la toiture en panneaux solaires photovoltaïques vers l est et l ouest permet des gains d électricité optimales. plan en cellules d origine möglicher Standort Lift Küche 10m2 Essen 12m2 Zimmer 22m2 FAÇADE & BALCONS Afin d éviter l ombrage de la façade sud, les balcons sont disposés en latéralité vers l ouest. L espace extérieur sous toiture est creusé dans le volume. L ouverture maximale de la façade sud a été définie selon des critères architecturaux. L impression murale du bâtiment existant a été préservé. La texture spéciale du crépis montre le potentiel esthétique des rénovations énergétiques. L atmosphère classique qui a été recherchée crée une relation avec le quartier historique et maintient une durabilité culturelle. GAINS SOLAIRS DIRECTS & PRINCIPE D INERTIE Thun est un site montagneux au rayonnement solaire optimal. Un concept de chauffage avec des gains solaires directes stricto sensu est possible. Le soleil qui traverse directement les fenêtres à triple vitrages chauffe le bâtiment toute l année. Alleestrasse Steffisburg T F N info@architektur-aac.ch möglicher Cet effet est facilité par une bonne isolation de 26 cm, combinée avec une masse thermique dont l effet de l inertie a été Standort Lift calculé. Les éléments massifs ordinaires sont les plafonds, appartements possèdent un petit poêle à bois permettant un besoin supplémentaire en chaleur. Le low-tech-concept fon- DU/WC Inv. 4m2 ctionne sans ventilation active, ni chauffage actif. Ainsi, les Ofen frais dû à la maintenance sont fortement réduits. L eau chaude est produite par les capteurs tubulaires sous vide, qui sont Wohnen Zimmer 31m2 intégrés au balcon 18m2 comme garde-corps. Un poêle à bois collectif soutient le chauffage de l eau chaude dans de très rares cas. La couverture du toit est entièrement constituées en pan- Sonnenlaube neaux 12m2 solaires photovoltaïques: ceci permet d atteindre des bilans à énérgie positive. Les murs extérieurs sont protégés avec du revêtement en tapis de carbonifère et en calcaire de carbonifère contre la pollution électromagnétique. L eau pluviale est collectée et réutilisée. Terrasse 21m2 Küche 10m2 Essen 12m2 Zimmer 22m2 Estrich 9m2 Schlafen 15m2 Arbeiten 19m2 Wohnen 31m2 Alleestrasse Steffisburg T F info@architektur-aac.ch möglicher Standort Vorprojekt Lift - Grundriss OG Objekt MFH, Sc Bauherschaft Format A3 Plannr. 061_103 Datum / ac Rev. 13 Schaltzimmer 19m2 Eingang/Gard. 6m2 Küche 9m2 Tibakochherd 5kW Essen 11m2 Balkon 16m2 Ofen Speicherofen Eltern- Bad/Wc les revêtements Zimmer 6m2et les murs. Pour de très rares jours, tous les 15m2 Eltern- Zimmer 15m2 Sonnenlaube 12m2 Du/Wc 7m2 Wohnen 19m2 Bad/Wc 6m2 DU/WC Inv. 4m2 Zimmer 18m2 nouvel espace ouvert pour la circulation de la chaleur Stauraum nouvel espace sous toiture avec balcon intégré architektur ateli architektur atelier adrian christen Alleestrasse Steffisburg T F N info@architektur-aac.ch Vorprojekt 6 - Grundriss OG 1:100 Objekt MFH, Schubertstrasse 8, 3600 Thun Bauherschaft Thomas Rudolf Format A3 Plannr. 061_103 Datum / ac Rev / ac/tl archit Alleestrasse Steffisburg T info@architektur-aac.ch Vorprojekt - Grundriss DG Objekt Bauherschaft Format A3 Plannr. 061_104 Datum

7 SCHÉMA DES FLUX ENERGETIQUES Le rayonnement solaire qui traverse les fenêtres à triple vitrages chauffe le bâtiment toute l année. Les éléments massifs sont les plafonds, les revêtements et les murs. Ils permettent un grand effet d inertie thermique. Ils stockent de la chaleur thermique pendant plusieurs jours non favorables. Low-tech-concept se constitue sans ventilation active, ni chauffage actif. L effet de l inertie est calculé. Il stocke de la chaleur en hiver et de la fraîcheur en été. Bien que les températures furent très froides, à moins zéro en février et mars 2013, nous avons utilisé le poêle à bois que trois fois par mois. La chaleur solaire est énorme; souvent il chauffe notre appartement à plus de 24 degrés. Effectivement, le soleil est notre chauffage. locataire du 2e étage photovoltaics 34 kwp passive solar gain heat support wood stove active solar gain solar vacuum tubes passive solar gain heat support wood stove passive solar gain heat support wood stove passive solar gain electricity overage electricity need heat support warm water wood stove warm water storage 7

8 Façade sud avec ouverture maximale, capteurs tubulaires sous vide intégrés au balcon, la couverture du toit est entièrement constituée en panneaux solaires photovoltaïques. Façade sud sans balcon et sans ombrage. 8

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10 stockage du chaleur: revêtement de sol mineral et plafond en bois avec surface élargite stockent 10 de la chaleur thermique pendant plusieurs jours de mauvais temps. Foto martinbichsel.ch

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12 La façade sud à ouverture maximale permet le gain solaire directe. Le nouvel espace ouvert permet la circulation de la chaleur. 12

13 Même en hiver, nous prenons souvent le petit déjeuner en ne portant que le pyjama. locataire du rez-de-chaussé Chambre à coucher avec fenêtre au niveau du sol: dormir dans l air frais et l air en haut reste chaud. Foto martinbichsel.ch 13

14 FAÇADE Écorce comme inspiration pour une texture spéciale du crépi, montrant le potentiel esthétique des rénovations énergétiques. 14

15 FAÇADE L atmosphère classique qui a été recherchée crée une relation avec le quartier historique et maintient une durabilité culturelle. 15

16 N o r m a n F o s t e r S o l a r Aw a r d J u r y : T h e p l u s e n e r g y r e m o d e l l i n g o f t h i s a p a r t m e n t h o u s e i s e x e m p l a r y i n t e r m s o f e n e r g y a n d a e s t h e t i c s. I t i s a s h o w c a s e f o r m o d e r n l o w - c o s t r e m o d e l l i n g, r e s u l t i n g i n a b u i l d i n g t h a t p r o d u c e s 8 7 % m o r e e n e r g y t h a n i t c o n s u m e s. T h e c o m b i n a t i o n o f a c t i v e s o l a r c o l l e c t o r s, o f p h o t o v o l t a i c a n d p a s s i v e s o l a r g a i n s r e p r e s e n t s a m b i t i o u s a n d c o n t e m p o r a r y s o l a r a r c h i t e c t u r e. 16