Ensoleillement & Aéraulique
Rayonnement solaire dans les zones urbaines : Révélation de schémas complexes et lutte contre l’effet d’îlot de chaleur urbain
L’effet d’îlot de chaleur urbain, dans lequel une zone urbaine est nettement plus chaude que les zones non urbaines environnantes, devrait augmenter dans les décennies à venir. Comprendre la modification et l’absorption du rayonnement solaire et du rayonnement à ondes longues à l’intérieur de l’environnement urbain complexe est l’un des facteurs clés pour la conception adaptée au climat. ENVI-met offre des outils sophistiqués pour évaluer tous les types de flux radiatifs en ce qui concerne les bâtiments, la végétation et les matériaux de surface.
Analyse solaire.
L’équilibre du rayonnement solaire est essentiel dans la conception de bâtiments réactifs au soleil, en trouvant le juste équilibre entre une exposition excessive et insuffisante. Les façades et les toits revêtent une importance capitale en tant que zones principales exposées au soleil dans les environnements urbains, fournissant la base des fonctions liées à l’énergie au sein des bâtiments, allant de l’utilisation de l’énergie solaire aux besoins de refroidissement. Le logiciel ENVI-met propose des modules d’accès solaire efficaces, permettant des évaluations rapides et approfondies du rayonnement solaire sur toutes les façades des bâtiments, en intégrant des facteurs environnementaux tels que la végétation.
Solargrammes.
Le logiciel ENVI-met offre une analyse microclimatique complète, allant de courtes durées de quelques jours à des évaluations à long terme sur une année, incluant des paramètres climatiques essentiels tels que l’accès solaire. Cela permet une estimation précise de l’apport énergétique sur les façades des bâtiments et une quantification des conditions de croissance des plantes tout au long de l’année. Profitez d’informations détaillées sur la dynamique énergétique et le développement optimal des plantes tout au long de l’année grâce à des capacités d’analyse avancées.
Modélisation à haute résolution.
Les façades hautement réfléchissantes construites en métal ou en verre peuvent avoir un impact substantiel sur le microclimat local en modifiant la réflexion du rayonnement solaire. La présence de tels matériaux, comme l’aluminium, peut entraîner une augmentation significative de 300 W/m² ou plus dans la zone environnante par rapport aux structures en béton standard. Le logiciel ENVI-met intègre la méthode de la sphère de vue indexée (IVS), permettant une modélisation précise des flux de rayonnement avec des réflexions multiples et une estimation précise du rayonnement thermique, offrant une analyse à haute résolution.
Exploration de la modélisation et de l’analyse du rayonnement solaire : Étude de cas de modélisation à haute résolution
Modélisation à haute résolution du rayonnement solaire dans des environnements complexes
Les façades et les toits des bâtiments représentent la plus grande partie des surfaces exposées au soleil dans les zones urbaines. L’énergie disponible au niveau de l’enveloppe extérieure du bâtiment fournit une base pour déterminer les processus liés à l’énergie du bâtiment, de son potentiel de récolte d’énergie solaire à sa demande de refroidissement.
Le module Solar Access d’ENVI-met vous permet de réaliser une analyse rapide mais complète du rayonnement solaire sur toutes les façades d’un bâtiment, en prenant en compte les facteurs environnementaux tels que la végétation.
Solar Access génère également des analyses à long terme de paramètres climatiques importants tels que l’accès solaire et offre des outils d’analyse tridimensionnelle sophistiqués pour calculer et tracer la distribution du rayonnement solaire direct, diffus et réfléchi à ondes courtes dans l’environnement extérieur avec une haute résolution temporelle et spatiale.
Réduisez les risques liés au vent et créez des conditions extérieures confortables avec la simulation de vent à haute résolution d’ENVI-met.
Les schémas de vent dans les zones urbaines sont à la fois une conséquence des conditions météorologiques et de l’aménagement local. Face à l’augmentation des événements de vents forts dus aux changements climatiques, une conception urbaine résiliente au vent est inévitable pour garantir des conditions sûres et confortables à la fois pour les infrastructures urbaines et les résidents.
Champ de vent.
La clé de l’analyse du microclimat urbain et de la qualité de l’air réside dans la simulation du champ de vent tridimensionnel. Ce vecteur de vent régit le transport de l’énergie, la dispersion des polluants, ainsi que le confort et les risques associés au vent pour les humains et la végétation. Le logiciel ENVI-met intègre un système complet de dynamique des fluides computationnelle (CFD) tridimensionnel, qui s’adapte en permanence aux conditions thermiques évolutives. Soutenu par un modèle de turbulence avancé, il constitue la base de simulations précises du microclimat et de la qualité de l’air.
Espaces semi-ouverts.
Les espaces semi-ouverts, tels que les atriums, les gares et les stades, créent des microclimats uniques influencés à la fois par des facteurs météorologiques et par la conception environnante. Le vent et le soleil jouent des rôles essentiels dans l’établissement d’une connexion directe entre ces espaces et l’environnement extérieur, façonnant fondamentalement leurs caractéristiques distinctes. Comprendre l’interaction entre la dynamique du vent et du soleil est crucial pour comprendre et optimiser le microclimat au sein des espaces semi-ouverts.
Micro-échelle urbaine.
À l’intérieur de l’espace urbain, les interactions entre les bâtiments, la végétation et divers éléments donnent lieu à des schémas de vent complexes qui peuvent se transformer rapidement sur de courtes distances. La figure fournie illustre un phénomène courant de zone d’abri derrière un bâtiment, où chaque emplacement présente une direction et une vitesse de vent uniques, influençant la turbulence et les processus d’échange à proximité des murs du bâtiment et à plusieurs mètres de distance.
Dévoiler les complexités de la dynamique de l’écoulement du vent : Étude de cas de modélisation à haute résolution
Simulation haute résolution de l’écoulement du vent
En raison de la structure tridimensionnelle et de la disposition des bâtiments dans les villes, il est possible de trouver des zones où la vitesse du vent est élevée et les rafales turbulentes.
La situation inverse peut être trouvée dans le voisinage immédiat de ces zones. Les zones où la vitesse du vent est très faible et où les masses d’air stagnent peuvent accroître l’effet du stress thermique, l’accumulation de polluants et favoriser le développement d’espèces nuisibles dans la végétation.
La configuration du vent au niveau de la toile du bâtiment est un paramètre important pour tous les processus d’échange énergétique et pour le calcul des charges de vent. Le modèle d’écoulement tridimensionnel d’ENVI-met vous permet de réaliser une simulation détaillée des schémas d’écoulement au niveau de la façade du bâtiment – y compris l’impact de la végétalisation de la façade.
