Groupe de recherche

Ambiances physiques (GRAP)

Canal hydraulique

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Simulation éolienne / wind and air movement simulation

Le canal hydraulique du GRAP permet de simuler de d’analyser les effets du vent et de la ventilation naturelle à différentes échelles du projet: l’échelle urbaine, l’échelle de l’espace architectural et l’échelle du détail. Le canal hydraulique est utilisé par les chercheurs du GRAP pour les projets de recherche et de consultation environnementale. Les étudiants de maîtrise et de doctorat de l’école d’architecture de l’Université Laval ont également accès à cette ressource pour effectuer des simulations éoliennes. L’étude d’espaces en fonction du vent permet de vérifier l’habitabilité thermique d’un lieu. Le GRAP utilise aussi des logiciels de CFD (tel HUVENT) pour simuler le vent, mais le canal hydraulique, par son interactivité avec la maquette, permet un niveau de compréhension spatiale inhérent à la pratique architecturale et urbaine. Le canal hydraulique est plus avantageux dans la visualisation des effets éoliens que la soufflerie, puisque les mouvements d’air sont proportionnellement ralentis par l’eau. Le calibrage du canal s’effectue selon la méthode développée par Potvin [1994] pour permettre une marge d’erreur d’environ 5% avec un espace réel.

The hydraulic flume of the GRAP allows to perform simulations of wind effects on architecture and natural ventilation at different scales of a project : the urban scale, the architectural scale, and the scale of the detail. Simulations in the hydraulic flume have been part of several research grants as well as research contracts for applications to real case studies. Students at the Master and Ph.D. level also have access to this resource to assess the effect of wind and snow accumulations on building sites. The study of spaces in relation to wind and air movements allows for the verification of the habitability of a place. The GRAP also uses CFD software (such as HUVENT) to simulate the wind, but the hydraulic flume, for its interactive relation with models, allows a level of understanding inherent to architectural and urban practice. The hydraulic flume is more effective in the visualization of aeolian effects than the wind tunnel since air movements are proportionally slowed down by water. Calibration of the flume is enabled according to a methodology developed by Potvin [1994] to allow an error margin of about 5% with a real space.

Avantages / Advantages

  • Approche tactile, propre à la pratique architecturale / Tactile approach, distinctive of architectural practice
  • Permet la modélisation de géométries complexes avec la plus grande précision / Allows the simulation of complex geometries with the highest level of accuracy
  • Permet l’analyse qualitative et quantitative des résultats / Allows qualitative and quantitative analysis of the results
  • Visualisation rapide des espaces à l’aide de photographies ou de vidéos / Fast and efficient visualization of spaces using photographs or vidéos
  • Les maquettes sont facilement transformables et adaptables / The physical models are easily transformable and adaptable

Espaces extérieurs / SITE / Exterior spaces

Confort éolien/Thermal confort

Le confort éolien peut être évalué lors de simulations en canal hydraulique. Des encres traçantes peuvent être utilisées pour visualiser les mouvements d’air dominant. Les photographies des résultats pour les directions de vents simulés sont par la suite étudiées selon la méthode digitale d’analyse des images.

 

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Maquette servant à la simulation éolienne à l’aide d’encre traçante (ci-haut). La maquette est de teinte claire afin de bien visualiser l’encre. / Light colored model used with tracing inks. Étudiants / Students: Lebrun + Saricoglu + Tristant, étudiants de maîtrise en ambiances physiques. Direction: A Potvin et C Demers.

 

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Vent du Nord-est / North-east wind

 

 

Accumulations nivales / Snow accumulations

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Espaces intérieurs / Interior spaces
Ventilation naturelle / Natural ventilation

La visualisation des écoulements éoliens à l’intérieur des bâtiments s’effectue à l’aide d’une maquette de matériau transparent pour permettre de localiser les zones d’accélération et de ralentissement de l’air. La maquette ci-bas est coulissante et possède des portions mobiles, ajustables en fonction des différentes variables étudiées.

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Étudiants / Students: Boudreault + Gobeil, atelier d’ambiances physiques, niveau maîtrise. Direction: A Potvin et C Demers.

 

 

 

 

 

 

 

Les images ci-bas montrent des séquences vidéo extraites d’une analyse de ventilation à l’aide de la maquette. L’encre traçante se déplace de l’apport d’air (à droite) vers son extraction (à gauche).

Source: Boudreault + Gobeil, atelier d’ambiances physiques, niveau maîtrise. Direction: A Potvin et C Demers.

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