Books and book chapters

Books

LIPID publications

2013

Annual Dynamics of Daylight Variability and Contrast: A Simulation-Based Approach to Quantifying Visual Effects in Architecture

S. F. Rockcastle; M. Andersen

London: Springer - 978-1-4471-5232-3.

DOI : 10.1007/978-1-4471-5233-0.

Daylight is a dynamic source of illumination in architectural space, creating diverse and ephemeral configurations of light and shadow within the built environment. It can generate contrasting levels of brightness between distinct geometries or it can highlight smooth gradients of texture and colour within the visual field. Perceptual qualities of daylight, such as contrast and temporal variability, are essential to our understanding of both material and visual effects in architecture. But what aspects of light qualify the performance of a space? How does an architect determine how best to integrate changing light into a set of design intentions? Under the rapidly growing context of energy conscious research, we need to re-balance our definition of “performance” to include those perceptual and aesthetic aspects of light that are often disregarded by the world of simulation. Contrast is important to the definition of space and it is essential in understanding how architecture is enhanced and transformed over time by the dynamic and variable characteristics of daylight. Although there are a growing number of studies that seek to define the relationship between brightness, contrast, and lighting quality, the dynamic role of daylight within the visual field is underrepresented by existing metrics. The dynamic nature of sunlight creates a visceral connection between the occupant and his/her surrounding environment; while spatial contrast and variability are fundamental to the visual importance of architecture, architects still have to rely on intuition and experience to evaluate their dynamic effects against their intended programmatic use. A method that addresses this challenge could help designers in contextualizing the relative strength as well as the temporal stability of contrast within a given architectural space, which would open up a new dimension in architectural performance. Through an analysis of contemporary architecture from around the world, we developed a new typological language that categorizes architectural space in terms of contrast and temporal variation. Using this system of categorization, this approach proposes a new family of metrics that quantify the magnitude of contrast-based visual effects and time-based variation within daylit spaces. Through the use of time-segmented daylight renderings, a more holistic analysis of daylight performance is made possible.

n/a

Book chapters

2017

Robustesse de l'évaluation du potentiel solaire de formes urbaines différenciées

G. Peronato; P. Rastogi; M. Andersen

Suburban polarity; Lausannes: Presses Polytechniques et Universitaires Romandes (PPUR), 2017. p. 141-150. - 978-2-88915-215-5.

Le potentiel solaire a une importance primordiale dans la performance énergétique des bâtiments, car le soleil est normalement la principale source d’énergie renouvelable à disposition en milieu urbain. Pourtant, le potentiel solaire n’a pas une définition univoque. Comme nous l’avons déjà vu dans les précédents ouvrages de cette série, il est possible d’opérer une première distinction entre potentiel solaire actif et passif. Le premier se décline en potentiel solaire actif pour systèmes thermiques (production d’eau chaude) et pour systèmes photovoltaïques (production d’électricité). Dans le deuxième, on peut distinguer le potentiel solaire passif pour le chauffage de l’espace intérieur à travers les gains solaires, et l’éclairage à travers la lumière naturelle. Dans la présente étude, nous allons examiner l’irradiation annuelle sur les surfaces des bâtiments, que l’on peut considérer comme un premier indicateur du potentiel solaire actif, sans compter les pertes dues à la transformation en chaleur ou en électricité. Une évaluation du potentiel solaire dès les premières phases du projet, c’est-à-dire lorsque l’on aborde la question de la forme urbaine, permet une intégration plus efficace des critères de performance énergétique. En effet, très souvent, ces questions ne sont abordées que dans les phases avancées du projet, lorsqu’il est plus difficile d’effectuer des changements significatifs sur le projet. Cette étude s’inscrit donc dans une démarche d’évaluation précoce du potentiel solaire de différentes formes urbaines. Les visions urbaines développées par les étudiants de l’atelier du Prof. Emmanuel Rey pour le site de Crissier et présentées dans cet ouvrage se prêtent particulièrement bien à cet exercice d’analyse comparative, car elles présentent des formes urbaines très différenciées. Nous allons donc essayer de vérifier si certaines d’entre elles ont une meilleure exposition au soleil.

n/a

2015

Potentiel solaire et forme urbaine

É. Nault; G. Peronato; M. Andersen

Urban Recovery; Presses polytechniques et universitaires romandes, 2015. p. 97-106. - 9782889151257.

Le potentiel énergétique d’un bâtiment est fortement conditionné par sa forme et son niveau d’exposition au rayonnement solaire, qui influencent entre autres les besoins en chauffage, refroidissement et éclairage artificiel, ainsi que le potentiel de production d’énergie à partir de systèmes solaires actifs. Une exploitation ciblée des ressources sous forme passive permettra donc de minimiser la demande des systèmes consommateurs d’énergie (p. ex. chauffage, climatisation), alors qu’une exploitation active du rayonnement à l’aide de systèmes solaires actifs permettra d’augmenter l’autonomie énergétique des bâtiments. Le présent chapitre porte sur l’évaluation de la performance énergétique de chacun des huit projets élaborés pour le secteur Gare-Lac du point de vue de leur potentiel solaire passif et actif. La première section traite des critères passifs, pour lesquels des indicateurs de performance sont introduits et calculés à l’aide de simulations détaillées exécutées sur les modèles 3D des projets. La section suivante présente l’analyse de la production d’énergie à travers une évaluation simplifiée du potentiel solaire actif selon des critères d’autonomie énergétique et de rentabilité économique. En conclusion, une comparaison des résultats confronte les projets et les indicateurs de performance utilisés Cette étude s’inscrit dans le cadre des projets doctoraux d’Emilie Nault et de Giuseppe Peronato, réalisés sous la direction conjointe des Professeurs Marilyne Andersen du Laboratoire Interdisciplinaire de Performance Intégrée au Projet (LIPID) et Emmanuel Rey du Laboratoire d’Architecture et de Technologies Durables (LAST).

n/a

2013

Influence de la forme urbaine sur le potentiel solaire

M. Andersen; É. Nault

GREEN DENSITY; Lausanne: Presses polytechniques et universitaires romandes, 2013. 978-2-88915-021-2.

Dans le contexte énergétique actuel et vu la proportion majoritaire de consommation d’énergie associée à l’environnement bâti, il devient essentiel de se diriger vers une architecture à haute performance énergétique. Pour ce faire, une approche bioclimatique doit être promue afin d’exploiter de façon optimale les ressources locales propres à un projet et ainsi l’intégrer à son environnement. Le potentiel énergétique d’un bâtiment est fortement conditionné par son niveau d’exposition au rayonnement solaire, qui influence entre autres les besoins en chauffage, refroidissement et éclairage artificiel. Une exploitation optimale des ressources sous forme passive permettra donc de minimiser la demande devant être rencontrée via l’installation de systèmes actifs. Le présent chapitre porte sur l’évaluation quantitative et qualitative de la performance énergétique de chacun des projets, et est en lien avec un projet doctoral mené par les auteurs au sein du Laboratoire Interdisciplinaire de Performance Intégrée au Projet (LIPID). L’analyse présentée dans ce qui suit se base sur la quantité d’énergie solaire reçue par les surfaces, en parallèle avec certaines données et indicateurs géométriques.

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