Le double défi de la durabilité et de la santé dans les bâtiments à fort taux d'accroissement

Les bâtiments de hauteur dominent les skylines dans les centres urbains denses, représentant à la fois l'ambition architecturale et la consommation intense de ressources. Alors que les villes se hissent pour accueillir des populations en croissance, ces communautés verticales sont confrontées à un défi unique : minimiser l'impact environnemental tout en maximisant la santé des occupants.

Les bâtiments de grande hauteur, généralement définis comme des structures de plus de 12 étages, contiennent de grandes quantités d'énergie pour le transport vertical, le CVC et le pompage de l'eau. Leur empreinte terrestre est faible, mais leur intensité opérationnelle est élevée. Par conséquent, les stratégies de certification doivent tenir compte de l'échelle, de l'interdépendance des systèmes et de l'expérience unique des occupants dans les structures de grande taille.

Comprendre LEED et WELL: Cadres complémentaires

LEED et WELL sont des systèmes de notation distincts mais synergiques. LEED se concentre sur la performance environnementale du bâtiment, couvrant l'énergie, l'eau, les matériaux et la qualité environnementale intérieure (IEQ). WELL se concentre sur la santé et le bien-être des occupants, s'attaquant à l'air, l'eau, la nourriture, la lumière, la condition physique, le confort et l'esprit.

LEED – Performance environnementale à l'échelle

Administré par le Green Building Council des États-Unis (USGBC), LEED évalue les bâtiments dans plusieurs catégories : Emplacement et transport, Sites durables, Efficacité de l'eau, Énergie et Atmosphère, Matériaux et Ressources, et Qualité de l'environnement intérieur. Les projets de grande envergure poursuivent généralement LEED pour la conception et la construction de bâtiments (BD+C) – Core et Shell ou Nouvelle Construction. Des points sont attribués pour des stratégies comme l'optimisation de l'énergie, l'utilisation d'énergie renouvelable, des installations efficaces dans l'eau et des matériaux à faible émission.

Les principaux défis pour les montées élevées comprennent la gestion de la demande énergétique maximale des silos et des pompes, la gestion des charges structurales induites par l'éolien qui affectent les performances du CVC et l'approvisionnement en matériaux qui répondent aux besoins en matière de contenu recyclé et d'approvisionnement régional dans un grand volume de construction.

WELL – La santé humaine dans les espaces verticaux

L'Institut international de construction WELL (IWBI) administre WELL, qui est basé sur les performances et se concentre sur les résultats de santé des occupants. Il a 10 concepts: Air, Eau, Nourriture, Lumière, Mouvement, Confort thermique, Son, Matériaux, Mind, et Communauté. Les bâtiments de hauteur doivent démontrer la conformité par des tests et de la documentation – par exemple, la mesure des concentrations de particules (PM2,5), la fourniture d'eau potable avec des paramètres de qualité spécifiques, et la mise en œuvre de systèmes d'éclairage qui supportent les rythmes circadiens.

WELL v2 offre un système de typologie de projet flexible, mais les tours résidentielles ou commerciales à hauteur élevée nécessitent une attention particulière à la qualité de l'air des halls d'ascenseur, à l'accessibilité des escaliers pour favoriser le mouvement et à la séparation acoustique entre les étages.

Stratégies spécifiques pour obtenir la certification LEED en haute vitesse

Chaque hauteur est un système de systèmes. Pour gagner des points LEED, les concepteurs doivent réfléchir de manière holistique à la façon dont chaque système contribue à la performance environnementale globale.

Efficacité énergétique à l'échelle

Les systèmes de chauffage à haut rendement sont critiques. Les installations de refroidissement centralisées à débit de réfrigérant variable (VRF) peuvent réduire la consommation d'énergie de 20 à 40 % par rapport aux systèmes conventionnels. Dans les grands bâtiments, le zonage thermique devient complexe en raison des variations du gain solaire à différentes altitudes. L'utilisation de systèmes d'automatisation de bâtiments avancés (SAB) qui optimisent les points de consigne en fonction de l'occupation et des conditions météorologiques peut générer des crédits d'énergie et d'atmosphère.

On néglige souvent l'efficacité de l'ascenseur.Les entraînements régénératifs qui captent l'énergie de freinage peuvent réduire la consommation d'énergie de l'ascenseur de 30 %.Les systèmes d'expédition de destination réduisent les temps d'attente et la consommation d'énergie.

Conservation de l'eau dans les communautés verticales

Les tours à débit élevé utilisent une eau importante pour l'approvisionnement domestique, les tours de refroidissement et l'irrigation. Les appareils à débit faible (faucets, têtes de douche, toilettes) qui satisfont ou dépassent les normes de la Energy Policy Act de 1992 sont de base. Pour les crédits LEED, il est possible d'entreposer des toilettes à double flux, des urinoirs sans eau et des contrôleurs d'irrigation intelligents avec capteurs de pluie. La récolte d'eau de pluie[ des toits et des terrasses peut être stockée dans des citernes de sous-sol et utilisée pour le maquillage des tours de refroidissement ou l'irrigation paysagère.

Matériaux durables et chaîne d'approvisionnement

Le crédit de construction est rarement applicable pour les nouvelles constructions, mais le crédit de construction pour la gestion des déchets de construction [ (divertissement d'au moins 50 % des déchets de décharge) est réalisable par un tri et un recyclage minutieux sur place, compte tenu du volume de déchets générés par le plancher.

Qualité de l'environnement intérieur (QIE)

Dans les grands bâtiments, la distribution de la ventilation est difficile. La ventilation contrôlée par la demande permet d'optimiser la distribution d'air frais. Pour les crédits IEQ, spécifiez les peintures, adhésifs, planchers et bois composites à faible teneur en COV. Le crédit Stratégies IAQ améliorées nécessite des systèmes d'entrée (grilles, tapis) à toutes les entrées du bâtiment pour réduire le transport de polluants.

Stratégies spécifiques pour obtenir la certification WELL en haute vitesse

Pour les tours, les plus grands obstacles sont le maintien d'une qualité de l'air uniforme sur tous les étages, la pénétration adéquate de la lumière du jour et la promotion de l'activité physique.

Qualité de l'air: Distribution verticale et filtration

Le concept de l'air prévoit des seuils maximaux pour les PM2,5 (=15 μg/m3), les PM10 (=50 μg/m3), les composés organiques volatils totaux (COVT) et les autres polluants. Les tours à haut débit sont confrontées à des défis liés à l'admission d'air extérieur au sol (échappement des véhicules) et aux étages supérieurs (modèles de vent). [Les filtres MERV 13 ou plus [ sur toutes les unités de manutention de l'air, combinés à des filtres au carbone pour l'élimination de l'ozone, sont des normes standard.

Éclairage pour rythmes circadiens

Dans les tours de l'hôtel, les rapports entre fenêtres et murs limitent souvent la pénétration de la lumière du jour au-delà de 15 à 20 pieds du périmètre. Les systèmes d'éclairage circadiens utilisant des luminaires à DEL blancs peuvent fournir de la lumière bleue pendant la journée et une lumière plus chaude le soir. La fonction WELL Light nécessite au moins 200 lux mélanopiques équivalents (EML) aux plans de travail pendant au moins 4 heures par jour. Dans les tours résidentielles, l'éclairage des chambres devrait être conçu pour réduire la suppression de la mélatonine. Les stores automatiques qui s'adaptent aux angles solaires peuvent réduire l'éblouissement tout en maximisant la lumière du jour.

Qualité de l'eau et accès

WELL exige que l'eau potable réponde à des paramètres de qualité spécifiques (p. ex. plomb ≤5 ppb, arsenic ≤10 ppb). Les hauts-lieux à long parcours de canalisation peuvent connaître une stagnation de l'eau. La filtration au point d'utilisation à chaque étage est souvent nécessaire.

Mouvement et conception active

Les tours de l'hôtel offrent un espace de sport et de sport pour les enfants.Les stratégies de conception comprennent la pose d'escaliers près des principaux itinéraires de circulation, la peinture avec de l'art, la musique ou des visuels, et la garantie qu'ils sont bien éclairés. L'ajout de centres de fitness avec du matériel sur plusieurs étages (ou une salle de sport centrale) soutient la fonction de fitness.

Confort thermique et acoustique

Dans les bureaux de grande hauteur, cela signifie un contrôle de zone ou des systèmes de confort personnels (p. ex., chauffages sous-desk/fans). Pour les logements, chaque appartement doit avoir un contrôle thermostat. Le concept de son est critique dans les grands bâtiments : le bruit des ascenseurs, des contre-bassins et des voisins peut avoir un impact sur le bien-être.

Intégration LEED et WELL: l'approche synergique

La poursuite simultanée des deux certifications nécessite une planification minutieuse. De nombreux crédits se chevauchent – par exemple, les crédits IEQ LEED pour les matériaux à faible VOC soutiennent directement les exigences de l'air WELL. Les stratégies d'éclairage de jour gagnent des points dans les deux systèmes. Cependant, des conflits peuvent survenir : LEED peut encourager les fenêtres à ventilation, tandis que WELL peut préférer des façades scellées avec ventilation mécanique pour une qualité d'air uniforme.

Processus de conception intégrée

Commencez par un atelier de fixation de buts [ qui comprend le propriétaire, l'architecte, l'ingénieur du MEP, l'ingénieur de la structure et les conseillers en durabilité. Identifier le niveau cible de LEED et la note de WELL (p. ex., LEED Gold + WELL Silver). Créer une matrice de crédits et de caractéristiques, en notant les chevauchements, les conflits et les incidences sur les coûts.

Mise en service et vérification de l'exécution

Pour les tours de taille élevée, la mise en service devrait comprendre des essais de toutes les zones, et non seulement d'un échantillon, afin de s'assurer que les débits de ventilation respectent les minimums de LEED et de WELL. La surveillance continue[ par l'intermédiaire des systèmes de gestion des bâtiments et des capteurs IAQ est essentielle pour maintenir la certification.

L'analyse de rentabilisation pour la double certification

Les recherches du Laboratoire national des énergies renouvelables montrent que les bâtiments certifiés par LEED consomment en moyenne 25 % moins d'énergie. Les espaces certifiés par WELL peuvent réduire l'absentéisme et augmenter la productivité—des études indiquent un rendement sur l'investissement de 3 à 5 fois le coût de la certification grâce aux avantages pour la santé.

Appel du marché et maintien en poste des locataires

Dans les tours de bureaux de grande taille, la certification LEED + WELL indique un engagement en faveur de la durabilité et du bien-être des employés, avec des loyers de 5 à 10 % plus élevés. Pour les tours résidentielles, la certification fait appel aux acheteurs et locataires soucieux de la santé, réduisant ainsi les taux de vacance.

Économies opérationnelles

Les mesures d'efficacité énergétique et hydrique réduisent directement les coûts des services publics. Un immeuble à appartements de grande hauteur qui réalise LEED Gold peut économiser 0,50 $ à 1,00 $ par pied carré chaque année. Les économies d'eau réalisées par les installations à faible débit et les systèmes d'eau grise réduisent les frais d'approvisionnement municipaux.

La santé et les gains de productivité

Pour les immeubles de bureaux, la certification WELL est liée à une amélioration de 20% des scores de la fonction cognitive, comme le montre l'étude de Harvard , COGfx. Dans les résidences de haute hauteur, l'amélioration de la qualité du sommeil de l'éclairage circadien et de bruit réduit peut augmenter la satisfaction des occupants et la valeur de la propriété.

Conclusion : L'avenir de la certification à haut niveau

Les certifications LEED et WELL offrent un cadre solide et à double fond qui s'adresse à la planète et aux gens. Les bâtiments de grande hauteur peuvent obtenir ces certifications par le biais de conception intégrée, de stratégies axées sur les performances et d'un engagement à l'amélioration continue. Les propriétaires qui investissent tôt dans la double certification non seulement à l'épreuve de l'avenir, mais contribuent également à un paysage urbain plus résilient.

La synergie entre performance environnementale et santé humaine n'est pas seulement souhaitable, elle est essentielle. La prochaine vague de tours emblématiques sera mesurée non seulement par la hauteur et l'architecture, mais aussi par leur capacité à favoriser le bien-être tout en réduisant les empreintes écologiques.