La culture de la Ventilation Naturelle en Italie by Davide Gandolfo

ENSA

Marseille

seminaire «HABITER LE MONDE»

group Sciences Techonology _ 2013/14

la culture de la

Ventilation Naturelle Château de la Zisa Palais Pitti Palais Marchese

en Italie

étudiant: Davide GANDOLFO directeur d’étude: Jean-Marc HUEBER 1

SOMMAIRE Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1. Technique de ventilation naturelle dans les batiments anciens italiens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

- les cryptoportiques et les nymphes

- les villas de Costozza - les chambres et la maison du sirocco - le Dammuso de Pantelleria

2. La ventilation naturelle et le confort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

- Confort hygrothermique

- Diagramme bioclimatique de Givoni

3. Analyse et description des ĂŠtudes de cas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

- ChĂ˘teau de la Zisa

- Palais Pitti

- Palais Marchese

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Ce sera une obsession peut-être, mais depuis les premières études en architecture, je me suis plusieurs fois trouvé confronté à la ventilation naturelle. Et même si j’avais toujours lu les débuts qui se lient, je n’ai jamais eu le temps de m’asseoir et essayer de comprendre les nombreux liens qui pouvaient exister entre celle ci et l’architecture du passé. Et voilà que, après un long moment, je me suis enfin trouvé à poser mes bases sur des idées simples qui ont réussi à améliorer les conditions de vie pour beaucoup de siècles. Par le terme ventilation naturelle se réfère à un ensemble de stratégies pour le contrôle des processus de formation des courants d’air dans des environnements fermés. De sorte qu’ils génèrent des flux d’air, il doit y avoir une différence de pression qui peut être due à deux facteurs: la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur du bâtiment ou entre deux parties de la construction, ou la différence de pression exercée par le vent sur les façades du bâtiment. L’utilisation de systèmes de refroidissement passif, et en particulier pour la ventilation naturelle, a toujours été répandue dans les pays méditerranéens, pour faire face à des conditions météorologiques difficiles en été. En Italie, on peut reconnaître certains archétypes constructives, qui emploient plus de stratégies pour le contrôle thermique hybride grâce à l’utilisation combinée des murs épais (important pour l’isolation thermique) et de l’effet de cheminée, permis à travers des ouvertures appropriées sur les façades et souvent renforcée par la forte capacité de l’eau de refroidir l’air. Malheureusement, les constructions récentes ont sous-estimé les avantages de la ventilation naturelle INTRODUCTION /

et un refroidissement passif. Cependant, comme vous pouvez le voir dans les pages qui suivent, la réévaluation de certains aspects environnementaux dès la phase de planification peut aider à contrôler le microclimat à l’intérieur.Le mémoire, se compose de trois parties dans lesquelles on tâchera de donner des petites notions de ventilation et des explications simples des différents systèmes de ventilation de l’architecture ancienne italienne. Dans la première partie il s’agira, de comprendre quels ont été les origines ; à partir de la période romaine, l’homme a doté ses bâtiments de systèmes de ventilation. Dans la deuxième partie, sont énoncées les études qui tentent de décrire les conditions de confort à l’intérieur des bâtiments en les liant au climat du lieu et au système de ventilation considéré. Dans la troisième et dernière partie, les trois bâtiments, pris comme cas d’étude, seront analysés et comparés, de façon à présenter une synthèse des dispositifs à adopter pour assurer une ventilation naturelle efficace.

1. Technique de ventilation naturelle dans les batiments anciens italiens par les Romains au XIXe siècle

1. Carla BALOCCO, Fauzia FARNETI, Giovanni MINUTOLI, I sistemi di ventilazione naturale negli edifici storici, Florence, ed. ALINEA, 2009 2. David RODITI, Ventilation et lumière naturelles, Paris, ed. Eyrolles, 2011 3. Serafino REGINA,Thèse de Doctorat: l’Architettura bioclimatica, Università degli Studi di Napoli Federico II 4. www.edilciotti.it/pdf/ ins_manufatto.pdf 5. http://www.provincia. palermo.it/provpalermo/ old_site/rivista%20 Palermo/palermo_riv_pdf/ palermo_ago_05/76_80. pdf 6. Domenico CAMPANA La stanza dello scirocco, Sellerio editore, Palerme 2000 7. Latina CORRADO La casa dello scirocco, Costruire in laterizio n.31 gen-feb 1993 8. http://it.wikipedia.org/ wiki/Dammuso

L’étude et l’analyse proposées dans ce mémoire ont pour but de décrire et d’évaluer les systèmes de ventilation naturelle utilisés en Italie dans les siècles précédents. Avant de passer à l’analyse spécifique des trois bâtiments, les objets d’étude, il convient de donner quelques indications sur les différentes méthodes utilisées dans l’Antiquité pour rafraîchir les bâtiments. Le concept de base consiste à tirer parti de la fraîcheur en provenance de zones fortement ombragées ou mieux encore, directement du sol, à travers les sous-sols, où la présence de l’eau est importante. A partir de ce concept simple est basée la réalisation des premiers exemples intéressants de «climatisation» de l’Antiquité: les cryptoportiques, les nymphes et les chambres du sirocco. Le cryptoportique était généralement, dans la Rome antique, un couloir voûté, partiellement ou totalement enterré. L’air et la lumière entraient par de petites ouvertures et puits de lumière. L’important était de construire une structure fermée, afin de maintenir une température constante. Cet environnement est né d’abord pour la promenade loin de la chaleur de l’été, avec le temps, il a été décoré et meublé puis aussi utilisé pour accueillir les invités importants. Ce système à obtenu beaucoup de succès à l’époque, à tel point que Pline le Jeune en parle dans ses lettres. Dans son texte, il parle du cryptoporticus de sa maison en Toscane, où il peut se promener et se détendre à l’ombre. Il n’a pas encore compris quelle était la fonction d’origine de ces lieux. Il est vrai que la plupart 5

ont été faits en présence d’un relief escarpé et donc le cryptoportique constituait l’ossature de la maison. D’autres fois, le cryptoportique a été utilisé pour relier les différentes zones de résidences très grandes. Ces hypothèses sont remises en question par la découverte du cryptoportique dans une maison à Vicenza, dans le nord de l’Italie. Ici, le sol est plat, et donc on peut en déduire que le but de la construction n’est pas de type structurel. On peut faire valoir, par conséquent, que le cryptoportique la maison de Vicenza, en forme de U avec sa voûte en berceau, ses fenêtres à bouche du loup (en italien «a bocca di lupo») et ses les parois décorées, est né comme un espace de vie. Un autre écrivain antique qui parle, dans un de ses textes, des lieux idéaux pour la résidence d’été est Seneca, en utilisant le terme «aestivus specus» pour désigner les nymphes. La nymphe est un lieu de repos, conçu pour détendre son utilisateur. La plupart des nymphes étaient de forme rectangulaire avec une voûte en berceau et abside. Toutes les nymphes étaient constituées de demi-lumière, donnant le sentiment d’être dans une grotte, avec la présence constante d’un cours d’eau. Un exemple est la nymphes semi-souterraine de Aquilio Regulus à Rome (IIe siècle après J.-C.), une forme circulaire avec un toit voûté et son sol en mosaïque. La salle est éclairée par quatre petites fenêtres évasées et ornée de trois niches rectangulaires. La structure est également composée d’un conduit circulaire ayant une fonction de drainage et d’isolation. Il faudra attendre quelques siècles avant de trouver un nouveau système innovant de ventilation naturelle en Italie. En 963, les Arabes occupent la Sicile. Les vainqueurs ont été tolérants des traditions des populations locales, bien que l’influence des Arabes ait apporté un développement culturel et économique fort. Dans ce contexte, est né le château de la Zisa, comme résidence d’été et de chasse de la famille des Fatimides. Compte tenu de l’importance 6

1_ cryptoportique à Vicenza

2_ plante cryptoportique

3_ plante et coupe nymphes de Aquilio Regolo

4_Costozza di Longare; A. Villa Eolia, B. Villa Trento-Carli C. Villa Trento D. Villa Da Schio E. Villini Garzadori F. Cà Molina

5_covoli de Costozza, schéma

6_covoli de Costozza

7_Villa Da Schio, jardin sources images: 1) http://www.archeoveneto.it/portale/wp-content/filemaker/ 3,4) livre: «I sistemi di ventilazione negli edifici storici» 6) http://www.progettoenergiazero.it/architettura-bioclimatica/ 7) http://www.panoramio.com/photo/67825922

technologique et architecturale de ce bâtiment, nous allons essayer de mieux décrire l’ensemble du système dans les paragraphes suivants. Le premier traité qui a décrit de systèmes de ventilation naturelle est celui d’Andrea Palladio avec les villas de Costozza. Costozza di Longàre est situé près de Vicence, en Italie du Nord, au pied du mont Brosimo. A l’intérieur de la colline il ya un certain nombre de grottes naturelles et artificielles (covoli), utilisées depuis l’époque romaine. Sur ses pentes se trouvent six villas de la Renaissance (villa da Schio, via Cà Molina, villino Garzadori, villa Trento Carlì, villa Trento et villa Eolia), qui par deux méthodes différentes ont été en mesure de fournir un meilleur confort pendant l’été. Les trois premières villas sont situées dans un grand parc près de la pente rocheuse. Le refroidissement est obtenu en majeure partie par l’échange avec les parois rocheuses. L’échange de chaleur entre l’air et les crevasses rocheuses directement dans la roche est idéal pour la conservation de la glace ou des garde-manger pour les vins et les aliments. Les autres trois villas disposent d’un système qui relie le covoli avec les résidences. Ces traverses, appelés «ventidotti», sont environ 1m de large et 1,8 m de haut. La température à l’intérieur de la cavité, en partie naturelle et en partie creusée par la main de l’homme, reste approximativement constante tout au long de l’année (11-12 ° C). Les covoli sont en communication directe avec l’extérieur par de nombreuses ouvertures situées à des hauteurs différentes. Par conséquent, pendant les périodes où la température de l’air extérieur est supérieure à celle de l’air ambiant, il se déclenche une circulation d’air par convection par lequel l’air chaud qui entre dans le covoli à partir de l’ouverture dans la partie supérieure, peut définitivement le quitter refroidi par les ouvertures situées dans une position inférieure. Ces ventidotti arrivent vers les caves des villas et ensuite par ceux-ci l’air frais pénètre dans les locaux qui sont situés dans 7

la partie haute de l’habitation par des rosettes de pierre ou de marbre ajouré localisées dans les planchers des chambres au rez-de-chaussée. Avec l’auvent ouvert la température dans une pièce de la villa est abaissée jusqu’à 16 °C (au moins 6 degrés de plus avec la verrière fermée), l’air externe arrive normalement à 33°C. En Sicile, en particulier à Palerme, entre les XVIe et XVIIIe siècles, ont été réalisés divers endroits souterrains creusés dans la roche sous les bâtiments ou dans les grands jardins, appelés «camere dello Scirocco» (chambres du Sirocco) pour fournir des abris de la chaleur étouffante que le vent d’Afrique apporte dans cette partie de l’Italie. Ils avaient une forme d’un carrée ou circulaire et ont été construits près des ruisseaux d’entraîner une nouvelle diminution de la température. Habituellement, l’excavation n’a été faite que s’il y avait la certitude de trouver une source d’eau à moins de dix mètres de profondeur, ou si un cours d’un qanat (singulier puits horizontal, d’origine persane, qui porte l’eau à la surface par simple gravité) passait à proximité. Presque toutes les chambres ont été richement décorées de majolique et de sièges formés directement sur la roche, de sorte à pouvoir passer des moments conviviaux à l’abri de la chaleur. Les études menées sur la salle du sirocco dans la villa Salerno, appelée la reine Costanza, ont permis de détecter une température d’environ 25 °C avec une température extérieure de 33 °C. Dans le sud-ouest de la Sicile, nous trouvons l’unique exemple d’une maison du sirocco trouvé jusqu’ici. Découvert par hasard par une dame qui se promenait sur son verger, en 1987, elle a mis en lumière la casa dello Scirocco à Carlentini, près de Syracuse. Le bâtiment, en partie encastré dans une grotte, se compose de plusieurs salles autour d’un salon central. La maison est presque certainement née d’un lieu thermal romain. L’eau de source a coulé à l’intérieur du calidarium, où, aujourd’hui, une chaudière a été installée, à 8

8_Villa Trento-Carli, façade

9_chambre du sirocco de la Villa Savagnone, schéma

10_chambre du sirocco de la Villa Savagnone

11_chambre du sirocco de la Reine Costanza

12_maison du sirocco, plante et coupe

13_maison du sirocco, cuisine

sources images: 8) http://www.panoramio.com/photo/67825923 10,11) http://www.provincia.palermo.it/ 12,13) article «La casa dello scirocco»

travers une dalle de pierre perforée qui est située sur le mur sud. L’eau chauffée passe ensuite à travers un conduit en terre cuite, le tout visible dans le tepidarium interne, puis est transmise par des canaux sous le plancher: les trois ouvertures carrées sur le sol sont protégées par une grille pour permettre à la chaleur de remonter à l’intérieur de la pièce pour le chauffage de l’environnement pendant la période hivernale, alors que, pendant la période estivale, l’eau fraîche parcourt le même trajet et sert de mitigation de la chaleur et comme ionisation de l’air. Pendant le dix-septième et le dix-huitième siècles, se trouvent de nombreux bâtiments nobles avec un système de refroidissement naturel dans le quels l’air frais du sous-sol peut atteindre les différentes pièces de l’été. Cette catégorie inclut les bâtiments de les Palais Marchese et Pitti (qui seront présentés plus en détail dans les pages suivantes), Palais Corsini à Florence et Villa Pisani à Riviera del Brenta. Ces derniers deux bâtiments présentent un système dans lequel l’air frais venait de la glacière de façon à jaillir par un mouvement de convection pour adoucir le climat pendant l’été. Bien sûr, ces systèmes plus complexes ont été accompagnés par une série d’expédients plus simples et aussi mis à disposition aux logements de rang inférieur. Un exemple est donné par le dammuso, construction typique de Pantelleria (petite île au sudouest de la Sicile) qui tente d’offrir une défense contre la chaleur excessive et le vent très diffus de l’île. Cette construction, n’a pas été datée, elle est née comme habitation paysanne et comme magasin près des terrains à cultiver. L’habitation était composée de trois parties en moyenne (la sala, il cammarino e l’alcova), avec une unique porte d’entrée et deux ou trois petites ouvertures situées dans des murs épais, avec la fonction principale de réaliser la circulation intérieure de l’air. La construction des murs de soutien des dômes assure un bon isolement thermique, dû à 9

l’épaisseur des murs, environ 120 cm, qui, avec le remplissage de pierres de dimension plus petite (tartisi, mazzacani, strummuli) forment une circulation d’air interne au mur qui le refroidit d’été et il le sèche en hiver. Le microclimat intérieur est confortable et il a permis, dans les deux derniers siècles, de transformer le Dammuso de Pantelleria en habitation pour nombreux habitants de l’île et des touristes sensibles aux problèmes d’environnement. À partir de le XIX siècle, on commence à projeter les premières installations avec la fonction double de chauffage et de refroidissement des bâtiments. La plus grande partie de ceux-ci ont été pensées pour de grands bâtiments (hôpitaux, prisons, marchés …) et les meilleurs choix technologiques propres au soin ne sont plus trouvés dans la péninsule italique mais surtout en Angleterre, France et plus tard en Amérique, où les conditions climatiques plus rigides ont donné une poussés essentielle vers les systèmes pour le chauffage des bâtiments. Le problème étant que nous allons vers un renouveau technologique qui s’établit en d’autres nations plus solides du point de vue politique en réussissant à jeter toujours un regard sur celui-là qui ont réalisé.

14_Dammuso de Pantelleria, schéma

15_Dammuso de Pantelleria

16_Dammuso de Pantelleria, plante

17_Dammuso de Pantelleria, couverture

source images: 14-17) www.edilciotti.it/pdf/ins_manufatto.pdf

2. La ventilation naturelle et le confort

1. Carla BALOCCO, Fauzia FARNETI, Giovanni MINUTOLI, I sistemi di ventilazione naturale negli edifici storici, Florence, ed. ALINEA, 2009 2. Logicial Weather Tool

La crise énergétique de ces dernières années a attiré l’attention sur les études concernant la construction passive et la recherche de solutions constructives capables de répondre aux exigences de confort et de qualité de l’air intérieur, la réduction de la consommation de carburant et l’utilisation de systèmes de chauffage et de climatisation. Particulièrement en Europe, l’intérêt manifesté par la majorité de la population pour leurs origines et l’immense héritage historique est toujours omniprésent. S’en dégage une nécessité de meilleure conservation des œuvres dans des temps futurs et il faudra pour cela évaluer l’utilisation de systèmes appropriés de conditionnement d’air. Les exigences de stabilité des conditions de confort sont parmi les plus strictes et les mener à bien nécessite souvent un grand investissement d’énergie comme d’argent. Si on décide d’assumer ces deux idées et de les mettre en pratique on peut remarquer une solution très utilisée en Italie au XXIème siècle : garantir des conditions de confort acceptables pour les habitants en rétablissant des systèmes de ventilation naturelle présents dans les bâtiments historiques. L’intérêt croissant pour la ventilation naturelle a porté à un ample casuistique d’études et recherches qui aujourd’hui a permis sa reconnaissance comme une des techniques les plus efficaces pour la réalisation de projet et de bâtiments à basse consommation d’énergie. Quelques études récentes ont orientées la réflexion sur une réutilisation des vieux systèmes de ventilation naturelle en usage dans certains bâtiments 11

historiques. La quantité d’air entrant à l’intérieur des bâtiments et sa distribution ont alors une grande influence, et ce surtout sur la possibilité d’obtenir des conditions hygrothermiques internes optimales. Les modalités de distribution de l’air à l’intérieur des milieux et les caractéristiques de mouvement et direction des flux d’air définissent le champ de vitesse, sa température et la distribution des gradients de température. Au-delà des mesures effectuées sur le terrain, les études se basent sur des mesures expérimentales, notamment avec des modèles 3D en souffleries et avec l’utilisation de logiciels numériques spécifiques et aptes à simuler le fonctionnement du système de ventilation. Ces techniques ont également été utilisées par des spécialistes ayant effectué des recherches dans ces champs d’étude sur les Immeubles Marquis à Palerme et Pitti à Florence. L’étude réalisée ici vise à décrire les différents systèmes de ventilation naturelle présents non seulement dans les bâtiments mentionnés plus haut, mais aussi dans le château de Zisa et expliquer comment ces systèmes pourraient vérifier les conditions de confort moderne.

2.1 Confort hygrothermique Le confort thermique est défini comme «état physique ou mental dans lequel le sujet exprime sa satisfaction avec le microclimat» ou encore comme «un état dans lequel le sujet n’admet pas de pas de sensation de chaleur ou de froid», soit une condition de neutralité thermique. En terme d’énergie produite, l’homéothermie d’une personne doit être égale à l’énergie échangée avec l’environnement, sans tenir compte de la durée de l’échange, par conduction entre le corps et les objets en contact avec elle. On peut alors écrire : 12

M-W-E-Cresp-(R+C)=0 et il est le résultat : - de l’activité métabolique [M]; - du travail fourni à l’extérieur [W] (souvent nul) ; - des échanges convectifs cutanés [C] et respiratoires [Cresp]; - des échanges radiatifs [R] ; - des échanges évaporatoires cutanés [E].

2.2 Diagramme bioclimatique de Givoni Les études réalisées par Fanger, à partir de la fin des années 60, sur la perception de confort conduit à la rédaction de diagrammes bioclimatiques visant à identifier les conditions de bien-être de thermo hygrométrie. Les premiers diagrammes ont été introduits par Olgvay en 1963 en fonction de la température et de l’humidité relative. Le Bioclimat Chart de Olgyay est efficace lorsque la température de l’air interne est à peu près égale à celle de l’extérieur (en été dans des endroits situés aux latitudes moyennes et basses 26

AUCUN MOUVEMENT D'AIR

VENTILATION DIURNE

33 32 31 30

REFROIDISSEMENT PAR ÉVAPORATION

VENTILATION NOCTURNE

26 25

21 20

17 16

9 8

-2

-1

re hu

ératu

p Tem

mide

3 2 1 0

-10

-5

Température séche

humidité spécifique g/Kg air sec

12 15

18_Diagramme bioclimatique de Givoni 13

latitudes pour les climats humides). Sur ce diagramme sont reportées les zones d’acceptabilité des conditions internes climatiques en relation avec les stratégies d’atténuation des actions externes thermiques suivantes: - ventilation diurne : basée sur l’accroissement des limites d’acceptabilité de la température de l’air du à l’augmentation de sa vitesse; - Inertie thermique, avec ou sans ventilation de nuit: sur la base de la capacité de l’enveloppe à retarder et à amortir l’effet des contraintes thermiques externes - Refroidissement par évaporation directe: basé sur l’absorption de la chaleur sensible de l’air par évaporation de l’eau, avec accroissement conséquent de l’humidité de l’air dans l’endroit traité - Refroidissement par évaporation indirecte: obtenue lorsque le processus d’évaporation est réalisé en dehors de l’environnement, en contact avec les surfaces du boîtier. Chaque stratégie de contrôle de la température intérieure est caractérisée par une zone de confort spécifique. La zone de confort la moins étendue est celle dans laquelle on ne prévoit aucune stratégie de refroidissement en absence de mouvement de l’air. En augmentant les stratégies de climatisation, cette zone de confort s’agrandit progressivement jusqu’à couvrir la zone maximale du diagramme psychrométrique. En utilisant toutes les possibilités de refroidissement on augmente ainsi les combinaisons possibles de température et d’humidité pour laquelle est atteinte l’hygrométrie de confort thermique. Figure ? montre les limites de conditions d’acceptabilité en l’absence de mouvement de l’air pour les climats tempérés . Les valeurs limites recommandées se situent dans une gamme de température allant de 18 à 25 ° C en hiver et 20 à 27 ° C en été. Ces valeurs sont indépendantes de l’humidité spécifique à moins de 10 g / kgas. Pour des valeurs plus élevées (jusqu’à 15 g / kgas) , on relève que la valeur maximale de la 14

Psychrometric Chart

Location: PALERMO, ITA Data Points: 1st June to 1st September Weekday Times: 00:00-24:00 Hrs Weekend Times: 00:00-24:00 Hrs Barometric Pressure: 101.36 kPa

COMFORT: Natural Ventilation

Comfort

DBT(˚C)

19_Condition de confort, Palerme, ventilation naturelle Psychrometric Chart

Location: PALERMO, ITA Data Points: 1st June to 1st September Weekday Times: 00:00-24:00 Hrs Weekend Times: 00:00-24:00 Hrs Barometric Pressure: 101.36 kPa

COMFORT: Night Purge Ventilation

Comfort

DBT(˚C)

20_Condition de confort, Palerme, ventilation nocturne Psychrometric Chart

Location: PALERMO, ITA Data Points: 1st June to 1st September Weekday Times: 00:00-24:00 Hrs Weekend Times: 00:00-24:00 Hrs Barometric Pressure: 101.36 kPa

COMFORT: Direct Evaporative Cooling

Comfort

DBT(˚C)

21_Condition de confort, Palerme, refroidissement par évaporation

Psychrometric Chart

Location: Firenze-Peretola, ITA Data Points: 1st June to 1st September Weekday Times: 00:00-24:00 Hrs Weekend Times: 00:00-24:00 Hrs Barometric Pressure: 101.36 kPa

COMFORT: Natural Ventilation

Comfort

DBT(˚C)

22_Condition de confort, Florence, ventilation naturelle Psychrometric Chart

Location: Firenze-Peretola, ITA Data Points: 1st June to 1st September Weekday Times: 00:00-24:00 Hrs Weekend Times: 00:00-24:00 Hrs Barometric Pressure: 101.36 kPa

COMFORT: Night Purge Ventilation

Comfort

DBT(˚C)

23_Condition de confort, Florence, ventilation nocturne Psychrometric Chart

Location: Firenze-Peretola, ITA Data Points: 1st June to 1st September Weekday Times: 00:00-24:00 Hrs Weekend Times: 00:00-24:00 Hrs Barometric Pressure: 101.36 kPa

COMFORT: Direct Evaporative Cooling

Comfort

DBT(˚C)

température acceptable diminue avec l’augmentation de l’humidité spécifique. Les autres parties délimitées sont les conditions de confort vérifiées avec l’utilisation de systèmes de ventilation diurne, ventilation de nuit et refroidissement par évaporation. Les études les plus récentes , menées par l’agence américaine de l’ASHRAE , ont contribué à améliorer le schéma Givoni et à identifier les différentes conditions de confort en relation avec les saisons et la ville considérée. Sur les figures 19-24 vous pouvez voir le nuage de points des conditions climatiques des villes de Palerme et de Florence, l’objet d’étude, dans la saison estivale et la zone dans laquelle se situe l’état de confort obtenu grâce à l’utilisation d’un système de ventilation naturelle correspondant à une ventilation indirecte nuit et un refroidissement par évaporation . Il ressort clairement de la lecture des diagrammes de la ville de Palerme que l’on peut être en mesure d’obtenir un bon état de confort grâce à l’utilisation d’un système de ventilation naturelle . En revanche, pour la ville de Florence, l’état de confort est obtenu grâce à une combinaison de ventilation naturelle diurne et ventilation nocturne. Dans la partie suivante, nous allons essayer de comprendre le fonctionnement des systèmes de ventilation présente , mais aujourd’hui hors d’usage, dans la sous-étude de trois bâtiments .

24_Condition de confort, Florence, refroidissement par évaporation

3. Analyse et description des études de cas:

Château de la Zisa, Palais Pitti et Palais Marchese.

1. Carla BALOCCO, Fauzia FARNETI, Giovanni MINUTOLI, I sistemi di ventilazione naturale negli edifici storici, Florence, ed. ALINEA, 2009 2. Armando LA PICA, Adelaide PIGNATO, «La Zisa» di Palermo, un esempio di architettura bioclimatica, Facoltà di Ingegneria, Università degli Studi di Palermo, 55°Congresso Nazionale ATI, Bari – Matera 15/20 Septembre 2000 3. Irene CALTABIANO, La ventilazione naturale nel palazzo della Zisa di Palermo, L’architettura naturale, Edicom, pp. 4, 2002, pagine da 46 a 49 4. Rosario LA DUCA, Cartografia generale della Città di Palermo e antiche carte della Sicilia, Ed. Scientif. Italia, Napoli 1975 5. www.ecoseven.net/ casa/bioedilizia/ architettura-bioclimaticala-zisa-di-palermo-unesempio-di-850-anni-fa 6. http://it.wikipedia.org/ wiki/La_Zisa 7. http://it.wikipedia.org/ wiki/Palazzo_Pitti

Les trois bâtiments examinés se posent dans des contextes qui diffèrent tant du point de vue de la situation urbaine, que du climat et du microclimat. Au cours d’une comparaison, nous devons analyser les aspects formels (distribution et la taille de l’espace) et qualitatifs (matériaux utilisés, l’analyse des ouvertures ...). Pour une lecture meilleure et plus précise, on propose une analyse points par points dans laquelle les aspects des trois cas d’étude sont décrits. 3.1 Un peu d’histoire Château de la Zisa à Palerme Les étapes historiques de ce magnifique bâtiment n’étaient malheureusement pas les meilleures que l’on puisse imaginer : la première information indiquant la date de début de la construction de la Zisa (1165) sous le règne de Guglielmo Ier. Jusqu’au XVIIe siècle, le palatium n’a pas été sensiblement modifié, comme en témoigne la description de 1526 faite par Leandro Alberti, qui a visité la Zisa cette année là. Une importante restauration a été entreprise entre les années 1635 et 1636, lorsque Giovanni de Sandoval a acheté la Zisa, en l’adaptant aux besoins de nouveaux logements. À l’occasion de ce travail a été ajouté un autre étage et a été construite la couverture de la terrasse, dans l’aile droite du bâtiment d’un grand escalier, avec la démolition de murs porteurs et la destruction de l’escalier d’accès d’origine. Par la suite, en 1806, la Zisa est devenue propriété des Princes Notarbartolo qui en firent leur résidence en effectuant divers travaux de consolidation, comme la 17

réparation des lésions sur les parois et des enchatonnement des murs contenant les pressions des voûtes. La répartition des chambres a été transformée par la construction de cloisons, soupentes, escaliers intérieurs et, en 1860, la voûte du deuxième étage fut recouverte pour construire le plancher du pavillon érigé sur la terrasse. En 1955, le bâtiment est exproprié par l’État italien, et les travaux de restauration commencent alors immédiatement, mais sont suspendus peu de temps après. Après quinze années de négligence et d’abandon, en 1971 l’aile droite, structurellement compromise par les travaux de Sandoval et la restauration, s’est effondrée. La conception de la reconstruction structurelle, la restauration philologique et la réalisation, ont été confiées au professeur Giuseppe Caronia, qui, après vingt ans de travail passionné et de relecture intégrale, en Juin 1991, a restitué à l’histoire l’un des bâtiments les plus beau et évocateur de la civilisation sicilienne Norman. Actuellement, la Zisa abrite le Musée d’art islamique. Palais Pitti à Florence Quand il a été construit, ce palais fut la résidence la plus grande et la plus opulente de Florence. Luca Pitti était de la famille rivale de celle des Medici et voulait une résidence plus belle que celle de ces derniers, construite par Michelozzo pour la famille régnante. Par la suite, le sort de la famille s’est aggravé en 1549-1550, et Buonaccorso Pitti a vendu l’immeuble à Eléonore de Tolède, épouse de Cosme Ier de Medici, qui, étant malade, a préfère la zone la plus appropriée à son état de santé à savoir un bâtiment avec jardin. Le palais est devenu la résidence principale des Medici, sans réellement changer de nom. En 1560, a été opéré le premier élargissement de l’immeuble par Bartolomeo Ammannati, qui a construit, entre autres choses, la cour imposante multi-étages. L’agencement des jardins a été pensé en 1551 par Nicola Tribolo. 18

25_Châteaux de la Zisa, photo antique façade principale

26_Châteaux de la Zisa, photo antique façade sud

27_Châteaux de la Zisa, coupe vieille

28_Châteaux de la Zisa, coupe actuelle sources images: 25,26) http://laguilla.wordpress.com/foto-storiche-di-palermo/ 27,28) article «La ventilazione naturale nel palazzo della Zisa di Palermo» 29) http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Palazzo_pitti,_ print_of_early_XIX_century.jpg 30-32) livre «I sistemi di ventilazione naturale negli edifici storici»

29_Palais Pitti, photo antique façade principale

30_Palais Pitti, ancien plan du rez de chaussée

31_complexe des Jésuites «Casa Professa», plan du rez de chaussée

32_complexe des Jésuites «Casa Professa», croquis 3d

Leur conception originale a été axée sur un amphithéâtre central, qui a été construit par l’exploitation de la pente naturelle de la colline, où ont souvent été représentées des comédies et des tragédies. En 1616, un concours a été lancé pour élargir la partie du bâtiment sur la place, qui a été remporté par Giulio Parigi. Ce dernier dirigera les travaux de l’étirement du corps de la façade 1618-1631. Au XVIIIe siècle, Giuseppe Ruggeri ajoute deux ailes qui entourent le carré, une sorte de tribunal d’honneur d’inspiration française. Au début du XIXe siècle, le bâtiment a également été utilisé par Napoléon Bonaparte comme une résidence pour son passage dans la ville au cours de son gouvernement de l’Italie. Avec l’annexion de la Toscane au Piémont, dans le processus de l’unification italienne, le palais fut utilisé par la Maison de Savoie. Le roi est entré dans le bâtiment à partir de 1865 quand Florence était la capitale de l’Italie. Aujourd’hui, après plusieurs rénovations, l’intérieur du bâtiment est articulé en 5 musées de différentes expositions thématiques. Palais Marchese à Palerme Le bâtiment, maintenant intègre dans le complexe de la « Casa Professa » des Jésuites, a été construit pour la famille Cusenza entre la fin du XVe et début du XVIe siècle. Le fondateur de la famille Cusenza, sénateur de Palerme, a été l’une des personnes les plus influentes et les plus importantes de la ville, à travers la production et la vente de sucre. En peu de temps la famille subit une grande crise en 1518 et le bâtiment est saisi aux enchères, acheté par Salvatore Marches, propriétaire jusqu’en 1556, quand il vend le bâtiment à l’Inquisition. Pendant deux ans, il a établi l’Inquisition au premier étage et la prison en sous-sol. En 1659, après onze années de négligence, le bâtiment est agrège au monastère des Jésuites. Le bâtiment y est relié par un kiosque, et en 1731 le clocher de l’église du couvent est érigé sur la tour noble. En 19

1879, les Jésuites ont été contraints de quitter le bâtiment en raison de la suppression de la Savoie. A l’intérieur ont été mis en place avant que les ingénieurs civils, puis les militaires depuis les années 30, la Faculté d’Ingénierie. Pendant des années, le bâtiment abrite la bibliothèque municipale de Palerme. 3.2 Analyse urbanistique Les trois bâtiments se lèvent, ou il vaudrait mieux dire ils se levaient, en contextes différents du point de vue urbanistique. Les villes au cours de ces siècles se sont transformées et il ne doit pas ensuite sembler absurde, si le contexte urbain dans lequel un bâtiment historique a été projeté puisse, aujourd’hui, être diffèrent. Château de la Zisa à Palerme Le contexte urbain du château de la Zisa a subi, au cours des siècles, une transformation radicale. Où aujourd’hui il se lève une ville très dense et compacte, au XII siècle un réel sobre immense il était entouré de jardins, vergers (image 33). En planche avec le façade principal il y avait un « peschiera » (une vasque d’eau avec un pavillon au centre accessible avec un pont) dans lequel l’eau provenant jaillissait d’un qanat. La végétation et l’eau contribuaient à créer des bénéfices sur la construction. La proximité des corps d’eau modérait les variations de température en atténuant les maximas d’ été. Pendant la journée, quand la terre est plus chaude que l’eau, un courant d’air frais était génère par les courants thermiques ascensionnels. Les effets étaient plus efficaces la nuit, sur le côté de l’ouest de l’immeuble. La végétation irriguée faisait diminuer la température, en interceptant une partie de la radiation solaire et en atténuant l’irradiation de nuit. Palais Pitti à Florence Palais Pitti se trouve dans une position intermédiaire 20

33_ carte historique de Palerme, Lazzara, 1712

dans la partie supérieure gauche le château de la Zisa, au centre Palais Marchese.

34_ photo aérienne de Palerme

au gauche le château de la Zisa, au centre Palais Marchese.

35_ photo aérienne de Palerme

zoom sur le château de la Zisa

36_ photo aérienne de Palerme

zoom sur Palais Marchese

37_ carte historique de Florence, 1600

au centre Palais Pitti

38_ photo aérienne de Florence,

en bas Palais Pitti

39_ photo aérienne de Florence,

zoom sur Palais Pitti

entre un vrai immeuble urbain et une villa de campagne. La configuration urbaine reflète celle-là dans lequel le bâtiment a été conçu. Le façade principal il montrés sur le tissu de la ville sur une place, légèrement en montée, respect le niveau de la rue. Franchie le seuil de la porte principale le tissu urbain il change radicalement: le front opposé de l’immeuble se montre, en effet, sur le grand jardin de Boboli en réussissant à lui conférer l’aspect de résidence de campagne. L’air du jardin, la présence de grandes fontaines a une température et une humidité grâce à diffèrent respect à l’air présent sur le versant urbain. Cette différence permet, comme puis nous verrons, d’améliorer le fonctionnement du système de ventilation. Palais Marchese à Palerme L’immeuble en question se trouve dans le cœur de la ville et il ne jouit pas de places vertes environnantes. Comment on peut remarquer de la cartographie historique (image 33), la structure urbaine actuelle, constituée par une maille épaisse de voies étroites et bâtiments à quatre ou cinq étages, pas très diffèrent de l’ancienne. Cette typologie de tricot urbain, très en usage dans les villes médiévales et surtout en celles de l’est moyen, permet une réduction de l’insolation et la formation de forts courants d’air pour effet canyon. 3.3 Analyse morphologique : Aspects formels et qualitatifs

sources images: 33) livre «Cartografia generale della Città di Palermo e antiche carte della Sicilia» 34-36) google Maps 37) http://www.palazzospinelli.org/architetture/tavole/piante/ 38,39) google Maps

Château de la Zisa à Palerme Même s’il n’y avait pas la même connaissance de nos jours, les projeteurs du bâtiment l’ont inventé avec une forme stratégique pour l’amélioration des conditions climatiques. Comme il est possible de le voir sur les plans et les coupes, sa typologie présente de caractéristiques spécifiques : il se développe en hauteur ; l’utilisation de la pierre avec une forte masse 21

spécifique et une faible conductivité thermique ; de murs de grande épaisseur ; un facteur de forme important ; des ouvertures plus grandes sur les côtés à l’ombre et sur les parties exposées aux brises marines. Sur la façade principale, trois grandes ouverture (fornici) guident l’air vers la salle des fontaines et de celle-ci, aux fenêtres grillagées en bois (muscharabie) mises dans la partie haute de la fontaine, vers l’étage premier. Les muscharabie en bois, provenant de la tradition islamiste, au-delà de cacher le visage de qui se montrait et de décorer la salle de la fontaine, permettaient une autre régulation des caractéristiques hygrothermiques de l’air qui les traversait, grâce à la capacité du bois d’absorber et relâcher humidité. Au premier et au second étage il y avait bifore amples pour éclairer les locaux intermédiaires et ceux sur la façade opposée: la façade à l’ouest, constitue la partie la plus chaude et celle qui est le plus soumise au rayonnement solaire. Elle présente de petites ouvertures isolées, qu’ils favorisent l’appel d’air frais de la partie est. Les murs porteurs combinaient la fonction structurelle avec la protection de la lumière et de la chaleur. Réalisé avec une pierre en grès sédimentaire dont le poids spécifique est d’environ 1800 kg/m3, les murs sont constitués d’ une double peau de pierre avec pierraille à sec ou lié avec un mortier. Grâce à ces caractéristiques, la température du mur intérieur est plus froide que celle du mur externe, et permet

40_Château de la Zisa, jardin et façade principale

41_Château de la Zisa, sala della fontana

42_Château de la Zisa, sala della fontana

43(en place)_Château de la Zisa, sala della fontana 44(à gauche)_Château de la Zisa, façade principale

d’atteindre une différence de température de 19°C.

45_Palais Pitti, façade principale

46_Palais Pitti, jardin de Boboli

47_Palais Pitti, plan du rez de chaussée mis en évidence l’appartement d’été

48_Palais Pitti, plan du sous-sol

mis en évidence l’appartement d’été

49_Palais Pitti, coupe transversal de l’appartement

sources images: 40-43) http://www.italiaparchi.it/ 44) article «La ventilazione naturale nel palazzo della Zisa di Palermo» 45) http://kidslink.bo.cnr.it/correggio/firenze/palazzo_pitti.jpg 47-49) livre «I sistemi di ventilazione naturale negli edifici storici»

Palais Pitti à Florence L’appartement d’été se présente comme une succession de salons, la communication entre ces chambres est assurée par des portes qui permettent une liaison longitudinale et transversale. Il s’agit d’un corps étroit et long qui se met entre la ville et la colline. Les souterrains de cette aile reprennent la conformation planimétrique de l’étage situé au-dessus; elles sont couvertes avec voûte lunettata et les liaisons sont garantis avec des escaliers et passages. Dans l’image 47 on est possible de voir tous les chambres de l’appartement d’été, couverte avec fois hauts 10,7 m et décorées de fresques comme les parois. L’étage sous terre, avec fenêtres, était utilisé comme magasin et distribution, sauf la salle avec la grande vasque d’eau qui avait la fonction de sale d’amusement pour les hôtes. Malgré les grandes dimensions et la bonne inertie thermique due au contact avec le sol, on ne réussit pas à garantir un abaissement suffisant de la température et humidification de l’air, si celle-ci est rendue continuellement avec l’air chaud. La présence d’une masse à la haute capacité thermique comme l’eau avec les sollicitations externes climatiques pourrait contribuer à l’abaissement de la température de l’air extérieur entrant. De grand relief aux buts de notre recherche sont les salons qui occupent la partie gauche de l’étage. Ces pièces étaient dotées de grilles en marbre, aujourd’hui obturées, et à travers desquelles l’air frais du souterrain entrait dans l’appartement. Palais Marchese à Palerme Palais Marchese présente une structure compacte: les chambres se disposent autour de la cours avec fenêtres sur cours et sur l’extérieur. La partie que sera analysée sera la salle des Colonnes (sala delle Colonne), de dimensions 14,1 mx 5,6 m, couverts 23

avec un plafond plat, crépi comme les murs, à une hauteur de 7,7 m. A côté se trouve une salle plus petite de côté (5,6 m x 5,8 m) avec plafond en voûte crépi. Ces deux chambres ont les côtés des cours aveugles pendant que le sud large et la partie du nord de la salle des colonnes donnent sur les places extérieures. L’air chaud en montant vers le haut, parcourt un bref chemin pour sortir par les fenêtres. Les souterrains furent utilisés comme dépôt de marchandises et laboratoire de transformation des produits et lieu de vente, par la suite pour les prisons de l’inquisition. Pour abaisser la température dans ce bâtiment l’eau elle est prévue, à travers le cours d’un qanat. La sala delle Colonne est positionné entre la cour et le cloître du collège. Le premier de deux heures est serré, haut et exposé au nord-ouest, le cloître est par contre ample et exposé au sud-est; on vient ici créer un mouvement ascendant de l’air qui rappelle autre en de la cour la plus fraîche. Le même flux se canalise dans une conduite commune avec la salle de la bibliothèque, en portant air frais dans le souterrain. 3.4 Analyse des données météorologiques Pour cette comparaison seule les données climatiques du mois de juillet ont été prises compte. C’est le mois présentant les températures les plus élevées et c’est sur cette période que les systèmes de ventilation présentent un fonctionnement optimal. Les graphiques montrent l’évolution de la température, de l’humidité relative, de l’humidité spécifique de l’air, de la radiation totale solaire et de la vitesse du vent au 21 juillet de l’année type pour les villes de Palerme et Florence. Sur le premier graphique nous pouvons voir les températures plus constantes, dans les différentes heures du jour, typiques des villes de bord de mer comme Palerme. À Florence on remarque l’excursion thermique entre le jour et la nuit d’environ 5°C. En ce qui concerne l’humidité relative, on peut remarquer que dans la période de nuit on enregistre 24

50_Palais Marchese, façade principale

51_Palais Marchese, tour

52_Palais Marchese, coupe type sources images: 52-56) livre «I sistemi di ventilazione naturale negli edifici storici 57) http://www.windfinder.com/

53_ cours de la température, 21 Juillet de l’an type

54_humidité relative, 21 Juillet de l’an type

55_humidité spécifique, 21 Juillet de l’an type

56_ vitesse du vent, 21 Juillet de l’an type

57_ rose du vent, Juillet de l’an type à gauche Florence, à droit Palerme

une valeur plus élevée à Florence, pendant que, pendant le jour, à Palerme le pourcentage reste plutôt haut à cause des brises marines. Il faut rappeler que les valeurs d’humidité relative de Palerme augmentent pendant les journées de Sirocco. En ce qui concerne l’humidité spécifique de l’air on relève la valeur la plus importante dans la ville de Florence. Pour le rayonnement solaire, à Palerme on relève des valeurs plus importantes en raison de sa faible latitude, Palerme 38°08’ 12’’; Florence 43°46’ 36’’. Pour ce qui concerne le vent, Palerme apparaît être la ville la plus venteuse, surtout dans les heures du soir, avec direction prédominant EN. 3.5 Analyse de la ventilation des intérieurs En ce qui concerne l’analyse de la ventilation des intérieurs, suivront des considérations sur une petite partie des bâtiments considères, Elle sont issue de la lecture des publications sur les études effectuées dans le château de la Zisa de Armando La Pica et Adelaide Pignato de l’Università degli Studi de Palerme et dans le Palais Pitti et Palais Marchese de Carla Balocco de l’Università degli Studi de Florence. Château de la Zisa à Palerme Comme précédemment il a été dit, que le château présentait un système très complexe de ventilation naturelle, par rapport aux deux autres bâtiments. La brève analyse comparative tâche de comprendre le fonctionnement d’une partie du bâtiment, celui ci a aujourd’hui un peu changé par rapport au passé, situé au dernier étage et visible dans les images 58 et 59. Au-delà au système de ventilation par effet cheminée dans cette part du château ils y avait des dispositifs qui assuraient la ventilation de nuit et le refroidissement par évaporation. Le premier est assuré par la présence du hall adjacent : les dimensions limité et la hauteur de ce dernier lieu faisaient qu’il restait toujours dans l’ombre en maintenant une température 25

radiante plus basse qu’à l’extérieur. Le soir et on avait un effet de refroidissement la nuit par irradiation vers l’atmosphère au bénéfice des milieux voisins. La seconde consistait dans le système de grandes toiles humides accroché aux poutres (dont les dispositifs d’accroche sont aujourd’hui encore visibles) : ces toiles étaient humidifiées avec de l’eau froide, en faisant office d’échangeurs de chaleur, capables de refroidir l’air chaud stratifié en partie haute, pour le remettre en circulation. Malheureusement la brève campagne de mesure, n’a pas ici permis de qualifier la qualité du système et d’effectuer une étude par simulation numérique de l’ancienne configuration afin de pouvoir la comparer avec l’actuel. Si on prend en compte le graphique bioclimatique en page 14 il est possible d’observer que les bénéfices produits par le refroidissement par évaporation ne sont pas significatifs dans une ville comme Palerme. Il ne faut pas oublier cependant que pendant les jours de sirocco la température de l’air réussit à dépasser les 42°C avec un record historique de 45,5°C (inscrits à l’observatoire Astronomique de Palerme), et avec des taux d’humidité qu’ils peuvent descendre sous les 15 %Hr. Ces simples données climatiques suggèrent que ce dispositif n’est mis en œuvre uniquement pendant les jours les plus torrides de l’été. Palais Pitti à Florence L’illustration 61 montre les résultats de la simulation numérique du système de ventilation présent dans l’immeuble. Quand toutes les fenêtres sont ouvertes on crée un mouvement ascensionnel d’air de la cave vers les salles supérieures. Un autre type de mouvement qu’on remarque est que l’air traverse les deux salles de gauche vers la droite. Ce courant vient s’opposer à l’air frais provenant des caves. La valeur des températures ne peut pas être considérée comme fiable à cause des approximations effectué pendant la phase de calcul, on peut affirmer que la partie de 26

58_Château de la Zisa, plans P0, P1 et P2 actuels avec schéma de ventilation naturelle

59_Château de la Zisa, coupe AA vieille avec schéma de ventilation naturelle

60_Château de la Zisa, coupe AA actuelle avec schéma de ventilation naturelle

gauche de l’image est sujette à températures plus élevées données par le flux d’air chaud entrant de la fenêtre. Dans l’image 62 les parties sont soulignées avec grande vitesse du flux d’air, qu’ils résultent, dans ce cas, les conduites entre l’appartement et le souterrain et la partie de liaison entre les deux chambres. 61_Palais Pitti, simulation numérique avec distribution de la température à l’intérieur

62_Palais Pitti, simulation numérique avec seulement domaine de la vitesse de l’air

63_Palais Marchese, simulation numérique avec distribution de la température à l’intérieur

Palais Marchese à Palerme L’illustration 63 montre la simulation numérique du système de ventilation de la sala delle Colonne. Quand seulement la fenêtre qui se montre sur la cour, positionnée à droite, est ouverte, il s’instaure un mouvement d’air de la cour vers les souterrains, il se refroidit et monte à travers la conduite dans la salle audessus, rappelé par l’écoulement d’air chaud de la fenêtre ouverte. On note également la stratification thermique au plafond. Dans le fig. 64 est illustré le champ de vitesse de l’air. Puis l’augmentation de la vitesse est évidente tandis qu’ils présentent des rétrécissements, comme dans le cas de la conduite qui met en communication les milieux inférieurs avec la salle de la bibliothèque. Comme il est possible de voir sur immeuble Pitti, les souterrains locaux doivent avoir une ouverture pour la communication direct avec l’extérieur et les systèmes, dans leur configuration optimale, ils fonctionnent aussi bien sans courants d’air externes et présence de vent, en fonction de gradients de température, de densité de l’air et de pression. La qualité des résultats obtenus n’est pas naturellement aisément évaluable et il faudrait exécuter des mesures directes à l’intérieur du bâtiment mais les déplacement d’air et les processus de rafraîchissement des chambres peuvent être considères comme plausibles.

64_Palais Marchese, simulation numérique avec seulement domaine de la vitesse de l’air sources images: 61-64) livre «I sistemi di ventilazione naturale negli edifici storici

Conclusion Le présent mémoire a permis de réunir dans un texte unique une brève description de quelques systèmes de ventilation naturelle qui préservaient les habitants de la chaleur d’été. De brève manière et, parfois aussi simple, nous avons tenter de comparer de manière simple et succincte, les systèmes de ventilation de trois cas d’étude, de façon à pouvoir déterminer des points clé sur lequel baser un système de ventilation naturelle. Une des bases de la ventilation naturelle est la différence de température entre deux masses d’air de façon à créer un poussé vers la masse d’air dont la température est plus élevée. La poussé générée par l’effet cheminée peut être amplifiée par un autre facteur de tirage de l’air: l’exemple le plus éclatante est le vent transversal qui crée dans l’appartement d’été de l’Immeuble Pitti, quand les fenêtres sont ouvertes sur les deux façades opposées. L’Autre élément important est l’eau, commun dans les trois cas d’études: la présence d’une masse à la haute capacité thermique comme l’eau peut favoriser l’abaissement de la température de l’air entrant dans un intervalle de temps très bref. Il aurait été intéressant de vérifier la contribution des masses d’eau qui viennent en contact avec l’air, de sorte à pouvoir affirmer avec certitude que ces systèmes se servaient de l’eau pour assurer le bon fonctionnement du système. Ces trois éléments associées à la série d’astuces constructives de base utilisées, orientation, compacité du bâtiment, épaisseur de maçonnerie, dimensionnement des fenêtres, différenciation de chaque façade ont permis d’améliorer le confort de ces habitation du passé.

L’étude, contenue dans ces pages, nous a également permis d’être capable de résumer clairement ce que sont les forces et les faiblesses de la ventilation naturelle. Forces : - réduction de la consommation des ressources : en plus de répondre aux besoins de confort thermique, la ventilation naturelle peut réduire considérablement l’utilisation de systèmes technologiques pour le refroidissement avec une réduction substantielle de l’énergie. Comme nous l’avons vu, les latitudes des pays méditerranéens, une bonne conception du système de ventilation naturelle est capable, en principe, d’assurer les conditions pour le confort d’été. Ces considérations prennent une plus grande importance quand on sait que ces dernières décennies, la consommation d’énergie pour le refroidissement des bâtiments ont augmenté de façon spectaculaire dans les pays européens. Les études commandées par l’Union européenne comme « Energy Efficiency and Certification of Central Air Conditioners” (EECCAC) et “Energy Efficiency of Room Air Conditioners”), prédit que dans 15 pays de l’UE, la consommation par le refroidissement des bâtiments entre 1990 et 2020 va augmenter de quatre fois ; - réduction de la pollution : l’utilisation de systèmes de refroidissement passif contribue également à la réduction des émissions de polluants à partir de l’utilisation de combustibles fossiles. De plus, en limitant l’utilisation des climatiseurs on permet de réduire l’entrée de chaleur dans l’environnement externe, résultant de leur fonction, résultant en serre. À ce jour, les stratégies pour le contrôle de la ventilation naturelle, s’ils sont conçus à partir de la première phase du projet ne nécessitent pas des chères solutions techniques d’adaptation 29

morphologique et peuvent donc être une solution efficace pour les économies d’énergie au cours de la vie du bâtiment ; - opération facile et moins d’entretien : nous avons vu que la ventilation naturelle efficace peut répondre aux exigences de confort thermique dans les espaces confinés, le contrôle de certains paramètres tels que l’humidité relative, la température et la vitesse de l’air. En outre, la même ventilation naturelle affecte la qualité de l’air intérieur et donc sur la santé des individus. Le passage d’air est également favorable à la protection de la construction d’artefact dans son intérieur, en évitant, par exemple, des phénomènes de dégradation liés à un excès d’humidité relative interne que l’apparition de moisissures sur les ponts thermiques ; - réduire les coûts : par rapport aux systèmes de refroidissement actifs, économies d’énergie réalisées seront évidemment correspondre à un moindre coût. Faiblesses : - difficulté d’intégration architecturale : des difficultés peuvent être rencontrées à la fois dans l’enveloppe du bâtiment, de tous les éléments «sur demande», à la fois à des espaces intérieurs habitables. Par exemple, les éléments tels que les tours de ventilation ou des cheminées solaires, qui fournissent les structures émergentes de l’immeuble à la prise ou la fuite de flux d’air, peuvent se révéler mal intégrée, compte tenu de leur impact visuel potentiel, en particulier dans les centres historiens. D’autres difficultés d’intégration architecturale peuvent se produire au niveau des espaces intérieurs de distribution. Les stratégies de ventilation naturelle nécessairement exigent que le flux d’air étapes les environnements confinés. Cet aspect 30

pourrait affecter l’organisation interne de l’immeuble afin de ne pas réduire excessivement la vitesse de l’écoulement d’air qui règne ; - difficultés culturelles : au cours des dernières décennies, les stratégies de ventilation naturelle ont été largement sous-estimé. Pour cette raison, les questions culturelles sont liés à un manque de connaissances entre les gens, surmonter une meilleure information et le déploiement de ces systèmes ; - difficultés techniques : le manque de données environnementales et climatiques spécifiques au niveau local, il est plus difficile de formuler des hypothèses sur la base de la conception fiable de l’immeuble (orientation, etc.) Pour ces raisons, on doit donc effectuer plusieurs mesures pour comparer ensuite avec les données des stations météorologiques les plus proches. Au cours de la phase de planification, on doit alors effectuer des simulations sur la situation du site avant et après la mise en œuvre du projet. Au moment de l’exécution, le risque est alors représenté par le passage du bruit et l’odeur, qui peut se produire par les orifices qui relient les différentes zones du bâtiment. Par exemple, il est bon que la cuisine et la salle de bains ne sont jamais placés en contact direct avec les autres chambres. En dans tous les cas d’études considères, les interventions ont amené à la disparition du système de ventilation en laissant de côté l’idée de bien-être de habitation. La plus grande partie de ces bâtiments est destinée aujourd’hui, a l’usage public (mussées, bibliothèques, bureaux...) et pour garantir les conditions thermo-hygrométriques standard ils ont été pourvus de systèmes de refroidissement coûteux.

Surtout avec la crise énergétique, les bonnes vieilles techniques de contrôle d’ambiance ont été remisent au goût du jour, parmi celles-ci : la ventilation naturelle. La stratégie gagnante pour l’avenir est de réussir à doter les bâtiments historiques à l’instar des bâtiments contemporains de nouvelles techniques capables de pouvoir égaler et dépasser l’ingéniosité de nos aïeux. Un exemple pour tous peut être la Zisa: aujourd’hui un mussée. Aux basses températures de hiver succèdent les chaudes journées d’été pourtant, ce bâtiment grave un sentiment de bien-être dans la mémoire des visiteurs et des surveillants. Il est évident que la performance thermique qu’il serait aujourd’hui possible d’atteindre avec ces dispositifs dans des bâtiments anciens au regard de ses caractéristiques originelles est rarement en adéquation avec des exigences de confort toujours plus exigeantes, mais pourquoi ne pas partir de ce qui reste des vieux système de ventilation? C’est une utopie peut-être, mais je crois que celle-ci est une voie juste sur laquelle repartir.

BIBLIOGRAPHIE OUVRAGES ET ARTICLES :

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SITES INTERNET

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