Dynamic material flow analysis for Norway's dwelling stock

The architecture, engineering and construction industry is a major producer of waste, and a major consumer of primary materials. This study presents a method for analysing the dynamics of both floor area and material use in residential housing. The population's demand for housing represents the driver in the system, and the subsequent effects on stocks and flows of residential floor area and building materials in Norway are investigated from 1900 to the projected demands for 2100. Results show that knowledge about past activity levels is important in projecting future levels. Scenarios are applied to the input parameters in the dynamic model to investigate the impacts of changes in these, including variations in material usage (concrete and wood) and material density. All but one scenario suggest a continued increase in the residential housing stock, although at diminishing growth rates, and a substantial increase in demolition, renovation and construction activity in the last half of the present century.

Le secteur de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction est un des principaux producteurs de déchets et figure parmi les premiers consommateurs de matières premières. Cette étude présente une méthode d'analyse de l'évolution des surfaces de plancher et de l'utilisation des matériaux dans le logement résidentiel. Le moteur du système est la demande de la population en matière de logement et l'étude examine les effets de cette demande sur les « stocks » et les flux de surfaces résidentielles et de matériaux de construction en Norvège depuis 1900 et, en projection, jusqu'en 2100. Les résultats montrent qu'une bonne connaissance des activités passées est importante pour prévoir les niveaux à venir. Des scénarios appliqués aux paramètres d'entrée du modèle dynamique permettent d'étudier les conséquences de leurs variations, notamment en ce qui concerne l'utilisation des matériaux (béton et bois) et leur densité. Tous ces scénarios, à l'exception d'un seul, prévoient une croissance continue du parc de logements résidentiels – avec un rythme toutefois moins soutenu – ainsi qu'une augmentation substantielle des activités de démolition, de rénovation et de construction au cours de la seconde moitié de ce siècle.

Mots clés: parc de bâtiments?démolition?parc de logements résidentiels?analyse dynamique du flux des matériaux?demande en matériaux?tendances?génération de déchets     

Passive downdraught evaporative cooling: performance in a prototype house

The design and performance of a passive downdraught evaporative cooling (PDEC) system are reported. This is the first application of this technique for housing in Europe. The system was integrated within a house designed and built by University of Nottingham students for the 2010 Solar Decathlon Europe event in Madrid, Spain. Testing of the thermal performance of the house occurred for a limited period during June 2010. Performance data have demonstrated that the combination of a high-performance building envelope and PDEC provided comfortable conditions inside the house over a period of increasingly warm weather. Estimates of the cooling achieved, based on the measured results, were compared with the energy required by the system to derive an indicative range of coefficient of performance (CoP) values under varying ambient conditions. The results suggest that PDEC can deliver significant energy savings and achieve comfortable thermal conditions without the need for additional mechanical cooling. This technique may therefore have wider relevance to housing in central and southern Spain, and other hot, dry regions of the world.

Il est rendu compte de la conception et des performances d'un système de refroidissement passif évaporatif à courant d'air descendant (PDEC). Il s'agit de la première application de cette technique dans le domaine du logement en Europe. Le système a été intégré à une maison conçue et construite par des étudiants de l'Université de Nottingham pour la manifestation Solar Decathlon Europe 2010 qui s'est tenue à Madrid, en Espagne. Les données de performance ont démontré que la combinaison d'une enveloppe de bâtiment haute performance et d'un système PDEC ont assuré des conditions agréables à l'intérieur de la maison sur une période où le temps est devenu de plus en plus chaud. Les estimations quant au refroidissement obtenu, sur la base des résultats mesurés, ont été comparées à l'énergie exigée par le système de façon à déterminer une plage indicative des valeurs du coefficient de performance (CoP) dans différentes conditions ambiantes. Les résultats suggèrent que le PDEC peut assurer d'importantes économies d'énergie et créer des conditions thermiques agréables sans qu'il y ait besoin d'un refroidissement mécanique supplémentaire. Cette technique peut par conséquent présenter un intérêt plus large pour le logement en Espagne centrale et du sud, ainsi que dans les autres régions chaudes et sèches du monde.

Mots clés: performance des bâtiments, refroidissement, courant d'air descendant, évaporatif, logement, innovation, passif     

Resilience to increasing temperatures: residential building stock adaptation through codes and standards

The resilience of the current Spanish residential building stock to increased temperatures is modelled. Homogenized daily temperature data recorded at 50 Spanish meteorological stations for the periods 1950–1979 and 1981–2010 were used to investigate anticipated climate warming on the Spanish residential building stock by means of the degree-day method. Impacts on residential buildings were investigated for three different future time periods (2011–2040, 2041–2070 and 2071–2100) for three representative Spanish provincial capitals. Future climate change scenarios comprising two statistical downscaling methods, three general circulation models and two carbon emission scenarios were used to project local climate. Results show that 72% of current residential building stock in Spain is thermally unprotected. In addition, the energy demand for heating the building sector in Spain is expected to decrease by between 30% (Barcelona, B2 scenario) and 36% (Valencia, A2 scenario) by 2100, while the respective energy demand for cooling could increase by between 107% (Valencia, B2 scenario) and 296% (Madrid, A2 scenario) by 2100. To increase resilience to higher winter and summer temperatures, strategies for modifying the built environment are needed, particularly for the role of building codes and standards.

La résilience du parc bâti résidentiel espagnol actuel face à l'augmentation des températures est modélisée. Les données homogénéisées des température journalières enregistrées dans 50 stations météorologiques espagnoles pour les périodes 1950–1979 et 1981–2010 ont été utilisées pour étudier le réchauffement climatique prévu sur le parc bâti résidentiel espagnol en utilisant la méthode des degrés-jours. Les répercussions sur les immeubles résidentiels ont été étudiées pour trois périodes futures différentes (2011–2040, 2041–2070 et 2071–2100) et pour trois capitales provinciales espagnoles représentatives. Il a été utilisé des scénarios de changement climatique futur comprenant deux méthodes de réduction d'échelle statistique, trois modèles de circulation générale et deux scénarios d'émission de carbone pour prévoir le climat local. Les résultats montrent que 72 % du parc bâti résidentiel actuel de l'Espagne est dépourvu de protection thermique. Il est en outre prévu que la demande énergétique liée au chauffage dans le secteur du logement en Espagne diminue de 30 % (Barcelone, scénario B2) à 36 % (Valence, scénario A2) d'ici à 2100, tandis que la demande énergétique respective liée à la climatisation pourrait augmenter de 107 % (Valence, scénario B2) à 296 % (Madrid, scénario A2) d'ici à 2100. Afin d'augmenter la résilience face à des températures hivernales et estivales plus élevées, il est nécessaire de disposer de stratégies de modification du cadre bâti, concernant en particulier le rôle des codes et des normes du bâtiment.

Mots clés: stratégies d'adaptation, performances des bâtiments, réglementation du bâtiment, parc bâti, changement climatique, degrés-jours, surchauffe, confort thermique, vulnérabilité, Espagne     

Exploring scenarios for the future of energy management in UK property

The most appropriate responses to the energy management of buildings from now until 2050 are investigated through a process of scenario planning. A qualitative, explorative approach was undertaken to develop four 2050 scenario end-states resulting from an axis of two critical uncertainties not closely correlated: the attitudes of society towards sustainability; and the availability of energy. These scenarios were applied to the property industry through expert workshops, from which trends and themes were identified. The findings are that the property industry should prepare for a transitional period with an uncertain outlook. Therefore, it would be prudent for this industry to focus on resilient performance under a diverse set of futures, and plausible shock events, rather than optimizing for today's conditions. This could be challenging in a sector that works on relatively long time scales. Aspects that should be incorporated into property industry strategy are suggested: responding to the potential effects of climate change; understanding what drives communities and investing in buildings that are significant to the community's functions; considering transport links as key to successful property investments; adopting the latest technological innovations; and becoming more ‘full service’ and interdisciplinary. A need for a paradigm shift in the industries' practices was also identified.

Les réponses les plus appropriées à la gestion énergétique des bâtiments d'ici 2050 sont étudiées en ayant recours à un processus de planification par scénarios. Une approche qualitative exploratrice a été adoptée afin de développer quatre conclusions de scénario pour 2050, résultant d'un axe formé par deux incertitudes cruciales qui ne sont pas étroitement corrélées: les attitudes de la société envers la durabilité et la disponibilité de l'énergie. Ces scénarios ont été appliqués à l'industrie de l'immobilier par l'intermédiaire d'ateliers d'experts, grâce auxquels des tendances et des thèmes ont été identifiés. Il en ressort que l'industrie de l'immobilier devrait se préparer à une période de transition offrant des perspectives incertaines. En conséquence, il serait prudent que cette industrie concentre ses efforts sur le maintien de solides performances face à différents avenirs possibles, et à des évènements chocs plausibles, plutôt que sur une optimisation par rapport aux conditions d'aujourd'hui. Ceci pourrait être difficile dans un secteur qui travaille sur des échelles de temps relativement longues. Il est suggéré des aspects qui devraient être intégrés à la stratégie de l'industrie de l'immobilier: répondre aux effets potentiels du changement climatique; comprendre ce qui constitue le moteur des collectivités et investir dans des bâtiments qui soient significatifs pour les fonctions de la collectivité; considérer les liaisons de transport comme essentielles pour des investissements immobiliers réussis; adopter les dernières innovations technologiques; et devenir davantage « un service complet » et interdisciplinaire. A également été identifiée la nécessité d'un changement de paradigme dans les pratiques des industries.

bâtiments, gestion énergétique, planification future, secteur de l'immobilier, résilience, scénarios, incertitude     

The future of international construction: some results of 1992-1999 surveys

Since 1992, eight annual opinion surveys of international construction activity have been conducted. The annual survey questionnaires are sent to key individuals concerned with construction activity in their own countries and internationally. The principal interest of the ECERU opinion survey is the predicted future development of construction activity worldwide. The survey is concerned with construction and economic development in general, and with specific questions relating to the global construction market over the next 25 years, 5 years and 12 months. This paper analyses and assesses some of the survey results, identifying future construction market trends at the regional, national and metropolitan level. The principal findings suggest that, at the regional level, the survey respondents generally share the survey's optimism about Asia and pessimism about Western Europe and Africa. However they disagree with the survey's pessimism about North America, East and Central Europe and South America. At the national and metropolitan level China and cities within China are considered noteworthy. The paper concludes that the Asian construction market is still at the focus of attention worldwide despite the problems following the Asian financial crisis. Depuis 1992, on a organisé huit sondages d'opinion annuels sur les activités du secteur de la construction dans le monde. Les questionnaires ont été envoyés à des personnalités concernées par la construction dans leur pays et au niveau international. Le principal intérêt de ces sondages conduits par l'ECERU est d'obtenir des informations prévisionnelles sur le développement de la construction dans le monde. Les sondages portent sur la construction et le développement économique en général; des questions spécifiques ont trait au marché global de la construction à trois échéances différentes: 25 ans, 5 ans et 12 mois. La présente communication analyse et évalue certains des résultats de ces sondages et dégage les tendances commerciales futures du secteur de la construction aux niveaux régional, national et métropolitain. Les principaux résultats laissent à penser qu'au niveau régional les personnes interrogées qui ont rempli les questionnaires partagent, d'une manière générale, l'optimisme de l'ECERU en ce qui concerne l'Asie et son pessimisme pour ce qui est de l'Europe occidentale et de l'Afrique. En revanche, elles n'adhèrent pas au pessimisme de l'ECERU quant à l'Amérique du nord, l'Europe centrale et de l'est et l'Amérique du sud. Aux niveaux national et métropolitain, la Chine et les grandes villes chinoises sont dignes d'intérêt. Les auteurs concluent qu'en Asie le marché de la construction reste au centre de l'attention en dépit des problèmes qui ont découlé de la crise financière en Asie.     

Evaluating design strategies,performance and occupant satisfaction: a low carbon office refurbishment

Existing buildings present the best opportunity for reducing greenhouse gas emissions in developed economies, given that only 2–3% of the building stock is newly built each year. Insights from a post-occupancy evaluation of a large-scale refurbishment project of a head office building in Sydney, Australia, are presented to inform future refurbishment strategies. The study evaluates occupant satisfaction and energy performance, and elicits influencing factors arising from the design process and interventions, ongoing building management, and operational performance. Occupants returned a high level of satisfaction across the range of environmental variables for overall comfort, temperature, lighting, and air quality as well as perceived productivity and health. These outcomes highlight the importance of improving indoor environmental quality for occupants particularly through increased fresh air, daylight, glare control, access to views, and noise management. The positive results reinforce the value of an integrated and user-responsive approach that was adopted for building design, development, and management. The reduction in operational energy (in this project, coupled with carbon reduction) as a consequence of refurbishment and positive user feedback demonstrates the potential to future-proof existing buildings in the context of climate change.

Les bâtiments existants offrent la meilleure possibilité de réduction des émissions de gaz à effet de serre dans les économies développées, étant donné que les constructions neuves ne représentent chaque année que 2 à 3% du parc bâti. Les enseignements retirés d'une évaluation après occupation d'une opération de rénovation à grande échelle réalisée dans l'immeuble d'un siège social de Sydney, en Australie, sont présentés afin d'infléchir les futures stratégies en matière de rénovation. L'étude évalue la satisfaction des occupants et les performances énergétiques, et met au jour les facteurs d'influence qui découlent du processus de conception et des interventions réalisées, de la gestion en cours du bâtiment et des performances de fonctionnement. Les occupants ont exprimé un degré de satisfaction élevé sur l'ensemble des variables environnementales concernant le confort global, la température, l'éclairage et la qualité de l'air, aussi bien que la productivité et la santé telles qu'ils les ont perçues. Ces résultats mettent en évidence le fait qu'il est important d'améliorer la qualité environnementale intérieure pour les occupants, tout particulièrement en apportant davantage d'air frais et de lumière du jour, un plus grand contrôle de l'éblouissement, un accès accru à des panoramas et une gestion renforcée du bruit. Ces résultats positifs renforcent l'utilité d'une approche intégrée et sensible aux besoins des utilisateurs, telle qu'elle a été adoptée pour concevoir, aménager et gérer ce bâtiment. La réduction de l'énergie de fonctionnement (dans cette opération, conjointement avec la réduction du carbone) en conséquence de la rénovation et du feedback positif des utilisateurs démontre le potentiel de cette approche pour permettre aux bâtiments existants de bien affronter l'avenir dans le contexte du changement climatique.

Mots clés: adaptation, changement climatique, confort, énergie, qualité environnementale intérieure, conception intégrée, occupants, évaluation après occupation, rénovation     

Illustrating limitations of energy studies of buildings with LCA and actor analysis

Does passive housing really have better environmental performance than conventional housing? Three passive houses and four conventional houses were compared using a life cycle assessment (LCA) methodology. The comparison also provided an actor analysis for the building supply chain and building inhabitants. Results are presented for two scenarios: ‘conventional choices’ and ‘green choices’ by the actors. The comparison confirms that passive houses have lower energy use than conventional houses, but when the environmental impact of energy production is taken into consideration, the outcome is less clear. Conventional houses can be equally good environmentally in terms of global warming, acidification, or radioactive waste as typical passive houses with electrical heating depending on the actors' choices. Actor analysis shows that inhabitants' and material producers' electricity choice are very important, while other choices (e.g. green transport) are less important. The findings highlight the importance of environmentally responsible decisions throughout the whole life cycle and the need for appropriate behaviours and actions, along with implications for improved communication.

Les logements passifs ont-ils un rendement environnemental vraiment meilleur que les logements classiques ? Trois maisons passives et quatre maisons classiques ont été comparées en utilisant une méthodologie faisant appel à l'analyse du cycle de vie (ACV). Cette comparaison a également fourni une analyse des acteurs concernant la chaîne logistique dans le bâtiment et les habitants des immeubles. Les résultats sont présentés pour deux scénarios, les acteurs opérant dans l'un des « choix classiques » et dans l'autre des « choix verts ». La comparaison confirme que les maisons passives ont une consommation énergétique moindre que les maisons classiques, mais lorsque l'impact environnemental de la production d'énergie est pris en compte, le résultat est moins clair. Selon les choix opérés par les acteurs, les maisons classiques peuvent être aussi bonnes en termes de réchauffement climatique, d'acidification ou de déchets radioactifs que les maisons passives types équipées de chauffage électrique. L'analyse des acteurs montre que les choix faits en matière d'électricité par les habitants et les fabricants de matériaux ont beaucoup d'importance, tandis que les autres choix (par ex. transport vert) sont moins importants. Ces constatations mettent en évidence l'importance de la prise de décisions environnementalement responsables tout au long du cycle de vie, la nécessité de comportements et de mesures adaptés, ainsi que les implications qui en découlent en termes d'amélioration de la communication.

Mots clés: analyse des acteurs, évaluation environnementale, logement, comportement des habitants, analyse du cycle de vie (ACV), bâtiment bas carbone, maison passive     

Public policy and construction innovation

The particular roles played by governments through their policies and programmes are considered within a comparative context in order to gain an understanding of construction innovation systems and processes. The analysis of this question is grounded in a framework which develops: a typology of construction related activities, a precise definition of innovation, the measurement of innovation, and models linking R&D and innovation. Comparative findings suggest that the political and social structures of individual countries do not create radical differences in their national approaches to innovation. However, government structure, the type of national innovation system and the nature of construction institutions influence the choice of specific policy instruments. A summary of findings from a task group is presented which reviews various national policies towards innovation in construction. Country specific observations are drawn from case studies of 15 countries in Europe, North and South America, South Africa and Japan. Often public policy instruments in support of innovation have not been of real benefit to the construction industry. Recommendations are made to improve the focus and utility of future policy initiatives for innovation, including: the creation of collaborative arrangements with industry initiated research and emphasis on performance and sustainability. Dans cet article, les auteurs comparent les rôles particuliers joués par les gouvernements au travers leurs politiques et leurs programmes afin de mieux faire connaître les nouveaux systèmes et procédés de construction. L'analyse de cette question se fait dans un cadre qui propose une typologie des activités liées à la construction, une définition précise de l'innovation, la mesure de l'innovation et des modèles qui lient la R&D et innovation. Des résultats comparatifs laissent à penser que les structures politiques et sociales de chaque pays ne créent pas de différences radicales entre les approches nationales en matière d'innovation. En revanche, les structures gouvernementales, le type de système national propre à l'innovation et la nature des institutions du domaine de la construction ont une influence sur le choix d'instruments d'intervention spécifiques. On trouvera la synthèse des résultats des travaux d'un groupe d'étude accompagnée d'une présentation de diverses politiques nationales en matière d'innovation dans le secteur de la construction. Des observations spécifiques par pays sont extraites d'études de cas provenant de 15 pays d'Europe, d'Amérique du nord et du sud, l'Afrique du sud et le Japon. On constate que les moyens publics d'intervention en faveur de l'innovation n'apportent pas toujours de réels avantages à l'industrie de la construction. Des recommandations sont faites pour améliorer la portée et l'utilité des futures initiatives politiques en faveur de l'innovation; il faudrait notamment élaborer des formules de coopération dans le cadre d'actions de recherche engagées par l'industrie et faire en sorte qu'une plus grande importance soit accordée aux performances et on développement durable.     

Decay potential in wood structures using climate data

The relationship between building materials, structures and climate is complex and there is an urgent need for more accurate methods to assess building performance. For example, the lifetime of wooden cladding is strongly dependent on the local-level climatic impact. A national map of the potential for decay in wood structures in Norway is presented based on Scheffer's climate index formula. Weather data are used from 115 observing stations for the reference 30-year period 1961–90. The climate index distribution allows for geographically differentiated guidelines on protective measures. Detailed scenarios for climate change for selected locations in Norway are used to provide an indication of the possible future development of decay rates. Climate indices allowing for the quantitative assessment of building enclosure performance may be an important element in the development of adaptation measures to meet the future risks of climate change in different parts of the world. Established quantified relations between climatic impact and material behaviour or building performance can be used as a tool for the evaluation of the need for changes in functional requirements. The presented work represents an example of a first step towards such measures. Ways to improve the reliability of the index further are also suggested.

Les relations qui existent entre les matériaux de construction, les structures et le climat sont complexes et il est urgent de disposer de méthodes plus précises pour évaluer les performances des bâtiments. Ainsi, la durée de vie d'un revêtement en bois est étroitement liée à l'impact du climat au niveau local. En Norvège, sur la base de la formule de l'indice climatique de Scheffer, on a dressé une carte nationale des risques de dégradation des structures en bois. Cent quinze stations d'observation ont fourni des données météorologiques pour la période de référence de 30 ans de 1961 à 1990. La distribution de l'indice climatique permet de rédiger des directives différenciées en fonction de la géographie concernant les mesures de protection. Des scénarios détaillés relatifs au changement climatique pour des sites sélectionnés en Norvège servent à donner une indication de l'évolution possible des taux de dégradation. Les indices climatiques permettant de procéder à une évaluation quantitative des performances des enveloppes de bâtiments peuvent être un élément important dans la formulation de mesures d'adaptation afin de répondre aux risques futurs des changements climatiques dans différentes parties du monde. Les relations quantifiées établies entre l'impact climatique et le comportement des matériaux et les performances des bâtiments peuvent être utilisées comme outils pour évaluer la nécessité de modifier les exigences fonctionnelles. Le travail présenté dans cet article est un exemple d'une première étape vers de telles mesures. L'auteur suggère également des voies afin d'améliorer encore davantage la fiabilité des indices.

Mots clés: enveloppes des bâtiments, performance des bâtiments, adaptation climatique, changements climatiques, risques de dégradation, structures en bois, Norvège     

Towards modelling of construction,renovation and demolition activities: Norway's dwelling stock, 1900–2100

The activities of construction, renovation and demolition related to the dwelling (housing) stock have a strong impact on both material and energy demands. A deeper understanding of the dynamics driving these activities is a precondition for a more consistent way to address material and energy demands. The method presented herein is based on a dynamic material flow analysis and is applied to the Norwegian dwelling stock. Input data to the model are population and socio-economic lifestyle indicators such as the average number of persons per dwelling and the average size of dwellings; these determine the size of the floor area stock. Parameters such as the lifetime of dwellings and renovation intervals complete the input set. Outputs of the model are the stock and flows of floor area for the period 1900–2100. Analysis of the renovation activity is given particular attention. Several scenarios are considered in order to test the model's sensitivity to input's uncertainties. Results are compared with statistical data, where the latter are available. The main conclusion is that in the coming decades renovation is likely to overtake construction as the major activity in the Norwegian residential sector.

Les activités de construction, de rénovation et démolition relatives au parc de logements ont un fort impact sur la demande de matériaux et d'énergie. Une meilleure compréhension de la dynamique qui anime ces activités est une condition préalable à une méthode plus cohérente de traitement des demandes de matériaux et d'énergie. La méthode présentée ici repose sur une analyse dynamique des flux de matériaux telle qu'elle est appliquée au parc de logements en Norvège. Les données fournies au modèle sont des indicateurs du mode de vie de la population et des indicateurs socio-économiques comme le nombre moyen de personnes par logement et la taille moyenne des logements; ces indicateurs déterminent la superficie des logements. Des paramètres comme la durée de vie des logements et les intervalles de rénovation complètent les données d'entrée. Les résultats du modèle sont le parc de logements et sa superficie pour la période 1900–2100. L'analyse de l'activité de rénovation reçoit une attention particulière. Plusieurs scénarios sont envisagés afin de mettre à l'épreuve la sensibilité du modèle par rapport aux incertitudes des entrées. Les résultats sont comparés aux données statistiques lorsque ces dernières sont disponibles. La conclusion principale réside dans le fait que dans les prochaines décennies, le secteur de rénovation risque de dépasser celui de la construction en tant qu'activité majeure du secteur résidentiel norvégien.

Mots clés: parc de bâtiments, construction, démographie, démolition, prévisions, logement, analyse des flux de matériaux, rénovation, parc résidentiel, Norvège     

Dynamics of urban and rural housing stocks in China

The massive migration flows from rural to urban areas in China, combined with an expected decline in the total population over the next decades, leads to two important challenges for China's housing: the growth of its urban housing stock and the shrinkage of rural housing. The rural and urban housing systems in China were analyzed using a dynamic material flow analysis model for the period 1900–2100 for several scenarios assuming different development paths for population, urbanization, housing demand per capita, and building lifetime. The simulation results indicate that new housing construction is likely to decline for several decades due to the fast growth over the past 30 years and the expected increased longevity of dwellings. Such an oscillation of new construction activity would have significant implications for the construction industry, employment, raw material demand, and greenhouse gas emissions to produce the construction materials. Policy and practical options for mitigating the negative impacts are considered.

Les flux migratoires massifs des zones rurales vers les zones urbaines en Chine, conjugués à un déclin prévu de la population totale au cours des prochaines décennies, entraînent deux défis importants pour le logement en Chine : la croissance de son parc de logements urbains et la diminution des logements ruraux. Les systèmes de logements ruraux et urbains en Chine ont été analysés en utilisant un modèle d'analyse dynamique des flux de matériaux sur la période 1900-2100 appliqué à plusieurs scénarios supposant différentes voies de développement concernant la population, l'urbanisation, la demande de logements par habitant et la durée de vie des bâtiments. Les résultats de la simulation indiquent qu'il est probable que la construction de logements neufs diminuera pendant plusieurs décennies en raison de la croissance rapide des 30 dernières années et de l'accroissement prévu de la durée de vie des logements. Une telle oscillation de l'activité de construction de logements neufs aurait d'importantes implications pour l'industrie du bâtiment, l'emploi, la demande en matières premières et les émissions de gaz à effet de serre résultant de la production des matériaux de construction. Les choix politiques et pratiques qui permettraient d'en atténuer les effets négatifs sont envisagés.

Mots clés: parcs de bâtiments, demande de constructions neuves, analyse dynamique des flux de matériaux, parc de logements, durée de vie, tendances, urbanisation, Chine     

Do ‘green’ buildings have better indoor environments? New evidence

A post-occupancy evaluation (POE) of 12 green and 12 conventional office buildings across Canada and the northern United States was conducted. Occupants (N = 2545) completed an online questionnaire related to environmental satisfaction, job satisfaction and organizational commitment, health and well-being, environmental attitudes, and commuting. In each building on-site physical measurements at a sample of workstations (N= 974) were taken, including: thermal conditions, air quality, acoustics, lighting, workstation size, ceiling height, window access and shading, and surface finishes. Green buildings exhibited superior performance compared with similar conventional buildings. Better outcomes included: environmental satisfaction, satisfaction with thermal conditions, satisfaction with the view to the outside, aesthetic appearance, less disturbance from heating, ventilation and air-conditioning (HVAC) noise, workplace image, night-time sleep quality, mood, physical symptoms, and reduced number of airborne particulates. A variety of physical features led to improved occupant outcomes across all buildings, including: conditions associated with speech privacy, lower background noise levels, higher light levels, greater access to windows, conditions associated with thermal comfort, and fewer airborne particulates. Green building rating systems might benefit from further attention in several areas, including: credits related to acoustic performance, a greater focus on reducing airborne particulates, enhanced support for the interdisciplinary design process and development of POE protocols.

Il a été mené une évaluation après occupation (POE) de 12 immeubles de bureaux verts et 12 immeubles de bureaux classiques répartis à travers le Canada et le nord des Etats-Unis. Les occupants (N?=?2545) ont rempli un questionnaire en ligne portant sur la satisfaction environnementale, la satisfaction au travail et l'implication organisationnelle, la santé et le bien-être, les attitudes environnementales, et les trajets réguliers. Dans chaque immeuble, des mesures physiques in situ sur un échantillon de postes de travail (N?=?974) ont été effectuées, comprenant : les conditions thermiques, la qualité de l'air, l'acoustique, l'éclairage, la taille des postes de travail, la hauteur de plafond, l'accès aux fenêtres et leur occultation, et les finitions de surface. Les bâtiments verts ont affiché des performances supérieures par rapport aux bâtiments classiques similaires. De meilleurs résultats ont été obtenus concernant la satisfaction environnementale, la satisfaction à l'égard des conditions thermiques, la satisfaction à l'égard de la vue sur l'extérieur, l'aspect esthétique, la diminution des perturbations liées aux bruits provenant du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC), l'image du lieu de travail, la qualité du sommeil nocturne, l'humeur, les symptômes physiques, et la réduction du nombre de particules en suspension dans l'air. Différentes caractéristiques physiques ont conduit à une amélioration des résultats pour les occupants dans tous les immeubles, concernant notamment les conditions liées à la confidentialité des conversations, les niveaux inférieurs de bruit de fond, les niveaux de luminosité plus élevés, l'accès accru aux fenêtres, les conditions associées au confort thermique, et le nombre moindre de particules en suspension dans l'air. Les systèmes de notation des bâtiments verts pourraient bénéficier d'une plus grande attention apportée à plusieurs domaines, s'agissant en particulier des crédits relatifs aux performances acoustiques, d'un accent accru sur la réduction des particules en suspension dans l'air, d'un soutien renforcé en faveur du processus de conception interdisciplinaire et du développement de protocoles POE.

Mots clés: performances des bâtiments, bilan environnemental, bâtiments verts, environnement intérieur, Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), satisfaction des occupants, évaluation après occupation     

Carbon reductions and building regulations: the case of Norwegian mountain cabins

What are the limitations of regulatory measures to decrease environmental impacts of buildings? The case of Norway's wood-fired mountain cabins is used to explore whether strict energy-efficiency requirements in building regulations are appropriate and effective. A self-service (holiday) cabin is analysed in three different scenarios. The carbon emissions from the extra material required to meet the new regulations are calculated and compared with the emissions saved by the expected decrease in operational energy demand over a 50-year life cycle. The results show that in all three scenarios the carbon emissions from the extra material use and their transport outweighs the savings from reduced heating. As expected, the frequency of use (occupancy rate) is shown to be an important variable to determine the usefulness of technical upgrading. Alternative measures for decreased environmental impacts are considered. Suggested solutions for long-term reductions in carbon emissions for wood-fired mountain cabins are area efficiency (reduced floor area), low-carbon materials and the reuse of components instead of improved U-values. Regulatory measures that create universal standards for all buildings fail to account for particular circumstances and create revenge effects. Increased flexibility in regulatory mechanisms could reduce these problems.

Quelles sont les limites des mesures réglementaires visant à réduire les incidences environnementales des bâtiments? Le cas des chalets de montagne de Norvège à chauffage au bois est utilisé pour examiner si des obligations strictes d'efficacité énergétique dans la réglementation de la construction sont adaptées et efficaces. Un chalet (de vacances) en libre service est analysé selon trois scénarios différents. Les émissions de carbone provenant des matériaux supplémentaires nécessaires pour satisfaire à la nouvelle réglementation sont calculées et comparées aux émissions économisées par la réduction prévue de la demande d'énergie opérationnelle sur un cycle de vie de 50 ans. Les résultats montrent que dans chacun des trois scénarios les émissions de carbone provenant de l'utilisation de matériaux supplémentaires et de leur transport l'emportent sur les économies provenant des réductions de chauffage. Il est montré que, comme prévu, la fréquence d'utilisation (le taux d'occupation) est une variable importante pour déterminer la mise à niveau technique. Des mesures alternatives propres à réduire les incidences environnementales sont envisagées. Les solutions permettant de réduire sur le long terme les émissions de carbone des chalets de montagne à chauffage au bois sont le rendement de surface (surface au sol réduite), les matériaux bas carbone et la réutilisation des composants plutôt qu'une amélioration du coefficient K. Les mesures réglementaires qui établissent des normes universelles pour tous les bâtiments sont incapables de rendre compte de circonstances particulières et créent des effets pervers. Une plus grande souplesse des mécanismes réglementaires pourrait réduire ces problèmes.

Mots clés: réglementation de la construction?énergie intrinsèque?énergie, incidences environnementales?émissions de gaz à effet de serre?analyse du cycle de vie (ACV)?bâtiments bas carbone     

Assessing the value of good design in hotels

The relation between building design, user satisfaction, and property financial and marketing performance is explored in hotels to quantify the effect that good design has on performance and to inform business decision-making. The physical environment is a significant product for the hotel industry as it satisfies customer needs and generates valuable repeat business; employees also provide services that are utilitarian in nature but provide hedonic benefits to guests. The Design Quality Indicator (DQI) tool was adapted to measure design in 30 North American hotels constituting part of a well-known brand. Guest and employee assessments of design were obtained, and the relationships between design and hotel industry performance indicators such as a property's average daily rate (ADR), revenue per available room (RevPAR), and occupancy indices were analysed. The analysis quantifies the positive relationships between design quality, financial and market share performance, and satisfaction with the building. The links between design Impact perceptions and ADR and RevPAR are particularly notable. Based on this and continuing research, the aim is the development of a robust method for predicting the economic and market value of renovations, using a version of the DQI tailored to meet the needs of the lodging industry.

L'auteur analyse les relations qui existent entre conception du bâtiment, satisfaction de l'utilisateur et performances financières et commerciales du bien en ce qui concerne des hôtels afin de quantifier l'effet d'une bonne conception sur les performances et d'informer les décisionnaires. L'environnement physique est un produit significatif pour l'industrie hôtelière car il répond aux besoins de la clientèle et contribue à sa fidélisation; le personnel fournit également des services de nature utilitaire mais qui apportent à la clientèle des avantages hédonistiques. L'indicateur de la qualité de la conception (DQI) est un outil qui a été adapté pour mesurer la conception de 30 hôtels d'Amérique du Nord appartenant à une enseigne connue. La clientèle et le personnel ont évalué la conception et on a analysé les relations entre les indicateurs de performance de la conception et de l'industrie hôtelière, comme le tarif quotidien moyen de l'établissement (ADR), le revenu par chambre disponible (RevPAR), ainsi que les indices d'occupation. Cette analyse quantifie les relations positives entre la qualité de la conception, les performances financières et la part de marché ainsi que la satisfaction donnée par le bâtiment. Les liens entre la perception de l'impact de la conception et l'ADR et le RevPAR sont particulièrement intéressants. Sur cette base et en poursuivant les recherches, l'objectif est d'élaborer une méthode de prévision de la valeur économique et commerciale des rénovations en utilisant une version du DQI adapté aux besoins de l'industrie hôtelière.

Mots clés: qualité de la construction, conception des bâtiments, Indicateurs de la qualité de la conception (DQI), performances financières, industrie hôtelière, valeur de l'impact, décision d'investissement, satisfaction des utilisateurs, rénovation     

Hydraulic assessment of non-circular-section building drainage

The development of non-circular cross-section in-building drains with a reduced invert cross-section will allow efficient low-flow performance by maintaining flow depth to aid solid transport. An enlarged upper cross-section will allow higher water and air flow rates to be handled. Such developments are essential if the water-conservation benefits of a reduced toilet flush volume are to be realized. The paper demonstrates the background to such solutions based on the ovoid or ‘egg-shaped’ cross-section sewers that have been used in Europe and the US for two centuries. The steady flow capacity of the ovoid shape is demonstrated, while the reduced wave attenuation in ovoid cross-sections is simulated, using the method of characteristics solution to the wave equations, and it is shown to be an indicator of improved overall solid transport efficiency. Solid transport results demonstrate the efficiency of non-circular sections and provide a direct comparison with the use of reduced-diameter circular drains already acceptable in conjunction with reduced water usage.

Le développement de collecteurs d'immeubles avec coupe transversale non circulaire et coupe transversale de radier réduite permettra d'obtenir de bonnes performances en faible écoulement en maintenant la profondeur de l'écoulement pour faciliter le transport des matières solides. Une coupe transversale supérieure agrandie permettra d'accepter des débits d'eau et d'air plus élevés. De telles évolutions sont indispensables si l'on veut profiter des avantages apportés par la réduction du volume des eaux de chasse et ainsi préserver l'eau. Cet article expose l'origine de telles solutions basées sur la coupe transversale ovoïde des égouts que l'on trouve en Europe et aux États-Unis depuis deux siècles. La capacité d'écoulement constant de la forme ovoïde est démontrée alors que l'atténuation de l'onde réduite dans les coupes transversales ovoïdes est simulée, en utilisant la méthode de la solution caractéristique appliquée aux équations d'ondes; on démontre qu'il s'agit d'un indicateur d'efficacité globale améliorée du transport de matières solides. Les résultats concernant le transport de matières solides démontrent l'efficacité des sections non circulaires et fournissent une comparaison directe avec l'utilisation de collecteurs circulaires de diamètre réduit déjà acceptables dans le contexte de la réduction de l'utilisation de l'eau.

Mots-clés: Services pour les bâtiments, conception des égouts, système d'égouts, section ovoïde, transport de matières solides, préservation de l'eau, atténuation de l'onde     

Forum Policy challenges for building stocks

The Building Research & Information special issue titled ‘Climate Change: National Building Stocks’ (2007) (volume 35, number 4) describes the significance of the existing building stocks. Policies that result in integrated, low-carbon buildings and energy systems that provide people with services (e.g., thermal comfort, lighting, and hot water) are crucial for meeting global challenges. In general, it is easier and cheaper to reduce emissions from buildings with energy efficiency and renewables than in other sectors; therefore, it is probable that greater reductions will be required from buildings than from other sectors. Buildings are long lived, so poor policies for buildings will incur a heavy penalty for many decades into the future. Population growth and urbanization are most rapid in developing countries. Therefore, most new buildings will be constructed there and it is vital these have the highest performance. In developed countries populations are almost static and the built environment changes slowly, so the challenge is to improve existing buildings. Policies must be effective in the implementation of well-known energy efficiency and supply measures in buildings, in terms of both installation and operation. Decarbonizing buildings, as indeed the rest of the energy economy, is not so much a technological problem but more of a social and political problem.

Le numéro spécial de Building Research & Information intitulé ‘Le changement climatique: les parcs de logements nationaux’ (2007) (volume 35, N°4) décrit l'importance du parc de logements existant. Les politiques qui se traduisent par des bâtiments intégrés sobres en carbone et des systèmes énergétiques qui fournissent des services aux occupants (par exemple, le confort thermique, l'éclairage et l'eau chaude) sont essentielles pour relever les défis d'ensemble. D'une manière générale, il est plus facile et moins cher de réduire les émissions provenant de bâtiments efficaces sur le plan de l'énergie et des renouvelables que dans d'autres secteurs. Il est donc probable que des réductions plus importantes seront exigées du secteur du bâtiment que d'autres secteurs. Les bâtiments ont une longue durée de vie utile et ceux de conception médiocre seront fortement pénalisés pendant de nombreuses décennies à venir. La croissance démographique et l'urbanisation sont plus rapides dans les pays en développement. C'est donc dans ces régions que la construction de bâtiments neufs sera la plus importante et il est essentiel que leurs performances soient les meilleures possibles. Dans les pays industrialisés, la démographie est pratiquement statique et le parc bâti évolue lentement; la difficulté réside donc dans l'amélioration des bâtiments existants. Il faut des politiques efficaces de mise en ?uvre de mesures bien connues d'efficacité énergétique et de fourniture d'énergie pour les bâtiments, tant en termes d'installation que d'exploitation. La décarbonisation dans le secteur du bâtiment, comme d'ailleurs le reste du secteur énergétique, n'est pas tant un problème technologique qu'un problème social et politique.

Mots clés: parc de logements, réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO₂), intensité carbone, changements climatiques, démographie, pays en développement, politiques publiques     

Energy feedback in buildings: improving the infrastructure for demand reduction

The concept of market transformation is being widened to include a range of processes, including information flows. The paper argues that feedback to energy users on their consumption (via improved metering, billing and displays) complements other tools such as energy labelling and minimum standards, increasing the likelihood that decisions on built fabric and equipment will be grounded in the realities of daily usage. Different types of feedback to energy users, mostly in the residential sector, are considered for their impact in the short- and long-term. Implications are examined for energy policy in relation to feedback, including the relative importance to different actors of load control and demand reduction, as well as the question about how priorities should be set in debates over the future of metering.

Le concept de la transformation du marché est élargi de façon à inclure une gamme de processus, notamment les flux d'informations. D'après l'auteur, le retour d'information vers les consommateurs d'énergie concernant leur consommation (grâce à l'amélioration des moyens de mesure, de la facturation et de l'affichage) complète d'autres outils comme l'étiquetage de l'énergie et les normes minimales, ce qui augmente les chances que les décisions relatives au tissu construit et aux équipements soient prises en fonction de la réalité de l'usage quotidien. L'auteur examine différents types de retours d'information destinés aux consommateurs d'énergie, la plupart dans le secteur résidentiel, en termes de leur impact dans une perspective plus ou moins lointaine. Les implications sont examinées dans le cas de la politique énergétique en relation avec le retour d'information, y compris de l'importance relative pour différents acteurs du contrôle des charges et de la réduction de la demande ainsi que la façon d'établir les priorités dans les débats concernant l'avenir des systèmes de mesure.

Mots clés: comportement, facturation, gestion de la demande, retour d'information, habitants, bâtiments intelligents, transformations du marché, mesure, systèmes socio-techniques     

Multi-storey timber buildings: breaking industry path dependency

The Swedish legal restriction on construction of multi-storey timber buildings was imposed in 1888 and repealed in 1994. The subsequent emergence of such a timber building system in Sweden is analysed in the context of the existing concrete-based construction system. The characteristics of the construction industry and its path dependency over the past century hamper the development of a timber building system. However, government policies and funding, the wood industry's interest in an enhanced market for value-added wood products, and involvement of the wood research community has helped develop such a construction system. Investments in knowledge creation, incentives for the entry of new firms, and increased prefabrication may facilitate a transition from this formative phase to a growth phase in the diffusion of timber buildings.

En Suède, les restrictions juridiques frappant la construction de bâtiments en bois de plusieurs étages ont été édictées en 1888 et annulées en 1994. L'auteur analyse l'arrivée résultante d'un tel système de construction en bois en Suède face à la construction en béton qui existe actuellement. Les caractéristiques de l'industrie du bâtiment et sa dépendance au chemin au cours du siècle dernier empêchent le développement d'un système de construction en bois. Toutefois, les politiques officielles et les financements ainsi que les intérêts de l'industrie du bois dans un marché amélioré pour des produits en bois à valeur ajoutée et l'engagement des chercheurs dans le domaine du bois ont aidé à développer un tel système de construction. Les investissements dans la création du savoir, les incitations à l'arrivée de nouvelles entreprises et l'augmentation de la préfabrication peuvent faciliter le passage de cette phase de formation à une phase de croissance à la diffusion des bâtiments en bois.

Mots clés: système d'innovation, restriction, bâtiments de plusieurs étages, dépendance au chemin, systèmes technologiques, charpente en bois, bâtiments en bois, Suède     

Including recycling potential in energy use into the life-cycle of buildings

Previous life-cycle studies of buildings tended to omit the phases after demolition. If recycling is not included, the potential benefits of recycling are not possible to assess. A parametric study of a one family house is presented which focuses on the potential energy savings by recycling the various building materials after demolition. The results indicate that it can be more important to design a building for recycling than to use materials which require little energy for production, that the creation of effective recycling depends upon its consideration and inclusion at the design stage, that the re-use and adaptation of existing foundations is an important component of recycling.

Le concept d'analyse de l'énergie du cycle de vie (LCEA) est employé; pour formuler en valeurs d'énergie les flux des produits durant chaque phase du cycle de vie d'une activité. Dans le cas des constructions résidentielles, cela comprend d'habitude l'énergie consommée lors de la fabrication des matériaux de construction, l'é;nergie employée pour les opérations de la construction elle-même et celle dépensée pour la maintenance périodique. Pour positionner ces quantités d'énergie dans un contexte national, il faut également prendre en considération l'énergie nécessaire aux autres marchandises et services consommés par les propriétaires. Cet article utilise le concept LCEA pour démontrer la nécessité de prendre en compte non seulement l'énergie de cycle de vie de la construction mais aussi l'énergie de cycle de vie attributable aux autres activités entreprises par les utilisateurs réels du bâtiment. L'énergie du cycle de vie d'un bâtiment résidentiel australien ainsi que les activités ordinaires des ménages sont analysées et simulées au cours d'une période de 30 ans en employant un exemple basé sur une portion jumelée à deux chambres à coucher et à revêtement de brique. Les implications à long terme montrent bien l'importance de prendre en compte l'énergie nécessaire à la construction initiale d'un bâtiment résidentiel aussi bien que celle résultant de la consommation de marchandises et de services par les propriétaires. Afin d'encourager de façon durable ces pratiques, il est suggéré que les architectes prennent davantage en considération les activités des propriétaires lorsqu'ils conçoivent des bâtiments résidentiels, particulièrement en zone de climat tempéré. La conclusion de l'article fait le point des futurs secteurs de recherche du concept LCEA dans le domaine résidentiel.     

Le monde la recherche

The outcomes from a survey of developer and related organizations active in a local industrial property market in mid-1998 are reported in respect of the use and reuse of industrial buildings. The discussion focuses on both refurbishment and reuse and new build sectors, and draws out some evidence on sustainability issues. Despite a relatively limited understanding of sustainability as a concept, developers are found to have a positive attitude to reuse when conditions allow it. Indeed, those more actively involved in reuse have sometimes engaged in a variety of practical, sustainable solutions to refurbishment needs. Most are open to influence on questions of good practice and sustainability. This all suggests that legislation designed to turn the development and construction industry towards brownfield opportunities and the sustainable reuse of existing infrastructure is likely to induce a favourable response.

Cet article présente les résultats, á la mi-1998, d'une étude menée par des promoteurs et des entreprises du secteur actives sur le marché de la proprieté industrielle locale sur l'utilisation et la réutilisation des bâtiments industriels. Le débat porte, pour l'essentiel, sur la remise en état, la réutilisation et les constructions nouvelles; les conclusions mettent en lumière des évidences en ce qui concerne les questions de durabilité. Malgré une compréhension relativement limitée du concept de durabilité, il s'avère que les promoteurs ont une attitude positive en ce qui concerne la réutilisation de bâtiments lorsque les conditions le permettent. Certes, les plus actifs dans le secteur de la réutilisation se sont parfois orientés vers l'option de la remise en état en proposant une grande variété de solutions pratiques et durables. La plupart d'entre eux restent ouverts aux questions de bonne pratique et de durabilité. Tout cela suggére que la législation visant à orienter les promoteurs et les entreprises du bâtiment vers des opportunités d'investissement dans des installations existantes et vers la réutilisation durable d'infrastructures existantes est susceptible d'entraîner une réponse favorable.