Assessing the performance of passive urban buildings against future heatwaves
Evaluer les performances des bâtiments urbains passifs face aux canicules à venir
Résumé
In the context of global warming, extreme weather events such as heatwaves will be longer, more frequent and more intense. These heatwaves are amplified in cities by the urban heat island phenomenon and are likely to affect a majority of the world's population since more than half of the world's people live in urban areas, with an increase in recent decades. Furthermore, residential buildings in Europe are currently very poorly equipped with air conditioning systems and the social benefits of increasing the penetration rate of air conditioning systems are questionable. A majority of people are therefore likely to be vulnerable to future heat waves. This observation reveals the need to address the following problem: how to assess the performance of passive urban residential buildings during the heatwaves expected in the coming decades? This thesis consisted in defining the different elements of an evaluation protocol to answer this problem. First of all, relevant simulation tools were defined. These tools were compared with in-situ measurements carried out in Lyon during the summer of 2020. The comparison reveals that the tools accurately model the indoor thermal environments of passive urban residential buildings. A methodology was then developed to create heatwave meteorological data sets that are representative of the diversity of heatwaves that buildings could experience in the coming decades. Bibliographic research was carried out to identify relevant indicators for assessing the sensation of heat in the indoor environment of buildings. Finally, the evaluation protocol was tested for 4 case studies located in the city of Lyon. The results show that building performances are varied with respect to the diversity of future heatwaves. Some heatwaves are problematic as they lead to extreme thermal sensations inside the buildings. For other heatwaves, the buildings tested are still able to provide healthy indoor environments.
Dans le contexte du réchauffement climatique, les événements climatiques extrêmes tels que les canicules seront plus longs, plus fréquents et plus intenses. Ces canicules sont amplifiées en ville par le phénomène d'îlot de chaleur urbain et risquent d’impacter une majorité de la population mondiale puisque plus de la moitié des humains sur Terre vivent dans des zones urbaines, avec une augmentation au cours des dernières décennies. Par ailleurs, en Europe les bâtiments résidentiels sont actuellement très peu équipés de systèmes de climatisation et les avantages sociaux d'une augmentation du taux de pénétration des systèmes de climatisation sont discutables. Une majorité d’humain risque donc d’être vulnérable face aux canicules à venir. Ce constat révèle la nécessité de répondre à la problématique suivante : comment évaluer les performances des bâtiments résidentiels urbains passifs pendant les canicules attendues durant les décennies à venir ? Cette thèse a consisté à définir les différents éléments d’un protocole d’évaluation permettant de répondre à cette problématique. Tout d’abord des outils de simulations pertinents ont été définis. Ces outils ont été confrontés avec des mesures in-situ réalisées à Lyon pendant l’été 2020. La confrontation révèle que les outils modélisent avec précision les ambiances thermiques intérieures des bâtiments résidentiels urbains passifs. Ensuite une méthodologie a été développée pour constituer des jeux de données météorologiques de canicules, qui soient représentatifs de la diversité des canicules que pourraient subir les bâtiments durant les décennies à venir. Des travaux de recensement bibliographiques ont été menés afin d’identifier des indicateurs pertinents pour évaluer la sensation de chaleur dans les ambiances intérieures des bâtiments. Pour finir, le protocole d’évaluation a été testé pour 4 cas d’étude situés dans la ville de Lyon. Les résultats montrent que les performances des bâtiments sont variées vis-à-vis de la diversité des canicules à venir. Certaines canicules sont problématiques puisqu’elles entraînent des sensations thermiques extrêmes à l’intérieur des bâtiments. Pour d’autres canicules, les bâtiments testés sont toujours capables d’offrir des ambiances intérieures saines.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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