Concevoir des environnements d'apprentissage éclairés naturellement avec un budget serré

À mesure que les sociétés évoluent, les établissements d'enseignement subissent également des processus de transformation continus pour suivre le rythme. En termes de stratégies de conception, ils doivent adopter des approches modernes qui répondent aux besoins changeants des élèves et des enseignants. Comprenant des espaces flexibles, inclusifs et attrayants qui intègrent de manière transparente les avancées technologiques, la conception pédagogique contemporaine vise à améliorer l'apprentissage et le travail collaboratif, ainsi que le confort et le bien-être.

Kalwall se concentre sur le développement de solutions avant-gardistes pour une conception centrée sur l'humain qui répondent à ces besoins en constante évolution, tout en répondant à un budget serré. Grâce à une stratégie de collaboration avec des projets d'architecture et d'ingénierie, ils se concentrent sur quatre façons de concevoir des environnements d'apprentissage optimaux, notamment la conception de la lumière du jour, l'efficacité énergétique, la sécurité et les économies de coûts grâce à la rénovation et à l'installation.

Compte tenu du lien fondamental entre la lumière et la santé, la conception des bâtiments éducatifs doit privilégier la lumière naturelle du jour. Ce faisant, les performances des élèves peuvent être améliorées, permettant des progrès plus rapides. Parmi les différentes méthodes d'introduction de la lumière naturelle, l'installation de puits de lumière et de toits ouvrants crée une atmosphère plus invitante dans les couloirs et les espaces communs. En utilisant des matériaux translucides personnalisés dans les établissements d'enseignement, les solutions traditionnelles sont optimisées pour maximiser les performances thermiques du bâtiment.

Face à des bâtiments existants, le remplacement des fenêtres par un nouveau système de façade réduit le besoin d'éclairage artificiel en permettant à la lumière du jour du sol au plafond d'entrer. Grâce à l'utilisation de panneaux translucides, les bâtiments sont en mesure de récolter la lumière naturelle du jour, maximisant la diffusion de la lumière à l'intérieur du bâtiment sans aucun équipement ni coût supplémentaire.

Le Wolfe Center for the Arts, un espace collaboratif pour les salles de classe, la production et les studios, encourage l'interaction entre divers groupes d'étudiants. Le hall d'entrée spacieux et éclairé naturellement crée une vue vers le haut sur les salons, les salles de classe et les studios d'art, de musique et de théâtre. Les panneaux de façade translucides de Kalwall, qui courbent la lumière du soleil comme des prismes, créent une lumière douce et uniforme qui élimine l'éblouissement. Les panneaux sont personnalisés dans diverses configurations pour s'adapter à la disposition du projet.

Alors que les établissements d'enseignement façonnent les esprits du futur, beaucoup soulignent l'importance de la conception durable et son impact sur l'environnement futur. Kalwall se concentre sur l'efficacité énergétique en tant qu'élément clé pour créer des espaces d'apprentissage plus sains et durables.

La gestion du coefficient de gain de chaleur solaire (SHGC) des systèmes de fenêtrage, y compris les murs et les puits de lumière, est cruciale pour optimiser la lumière utilisable tout en minimisant l'entrée de chaleur. Un faible SHGC empêche une chaleur excessive, réduisant ainsi les dépenses de refroidissement.

Selon le Center for Climate and Energy Solutions, 41 % de la consommation totale d'énergie provient du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC). Par conséquent, la mise en œuvre de conceptions d'éclairage naturel réfléchies réduit les coûts de CVC en créant la bonne enveloppe thermique. Les stratégies Kalwall analysent la transmission de la lumière visible (VLT), l'isolation thermique et les propriétés de contrôle du gain solaire afin de personnaliser les solutions pour chaque projet.

Le laboratoire Georgia Tech Carbon Neutral Energy Solutions illustre comment un environnement d'apprentissage peut approcher des émissions de carbone nettes nulles. Ce projet applique des panneaux Kalwall pour créer des murs-rideaux qui diffusent la lumière naturelle tout en contrôlant le gain de chaleur. Le système simplifie la conception en éliminant le besoin de stores, de rideaux ou de contrôle solaire.

L'amélioration de la sécurité dans la conception des bâtiments implique l'augmentation de l'éclairage dans les espaces communs et les allées, des points d'entrée et de sortie bien conçus et l'utilisation de matériaux résistants aux débris transportés par le vent.

Les matériaux translucides peuvent contribuer à des environnements plus sûrs car ils offrent une protection de la ligne de mire pour les élèves. Les auvents translucides éclairés - qui créent des connexions plus sûres entre les bâtiments - permettent une entrée plus sûre, facilitent l'orientation et minimisent les rapports de contraste lumineux qui pourraient gêner la visibilité pendant les transitions d'entrée et de sortie.

Dans les régions sujettes aux catastrophes naturelles telles que les ouragans et les tornades, les espaces d'apprentissage doivent être protégés des débris transportés par le vent. Contrairement à la plupart des matériaux traditionnels en verre et en polycarbonate, les stratégies de Kalwall offrent une forte résistance aux chocs, une prévention de la pénétration de l'eau, des performances structurelles et une infiltration d'air.

Le projet Tintern Middle School comprend une paire de pavillons d'apprentissage « flottants » qui favorisent la connexion et l'interaction entre les espaces. En maximisant la lumière naturelle dans les deux pavillons et leur espace de transition, les systèmes de revêtement et de vitrage Kalwall permettent à la lumière du jour diffuse, sans éblouissement et naturelle de pénétrer à travers les panneaux muraux translucides.

La rénovation des structures existantes est une tendance de construction verte qui a été de plus en plus adoptée dans les établissements d'enseignement avec une histoire qui s'étend sur des décennies, voire des siècles. En mettant en œuvre de nouvelles stratégies telles que les systèmes de toit ouvrant, les anciens espaces peuvent être transformés en zones d'apprentissage dynamiques remplies de lumière naturelle diffuse.

Contrairement aux doubles ou triples vitrages, qui dépassent souvent les limites structurelles, l'utilisation de matériaux légers qui s'intègrent facilement dans les structures existantes réduit la préparation et la main-d'œuvre nécessaires pour un revêtement rapide et simple du squelette du bâtiment.

Lors de rénovations de bâtiments scolaires, il est crucial de terminer l'installation rapidement pour assurer des cours ininterrompus. Les solutions préfabriquées ou de pré-assemblage qui maintiennent les matériaux hors site jouent un rôle clé dans la minimisation des exigences d'installation futures.

Un exemple de cette transformation peut être vu dans la rénovation de Featherstone High School, un bâtiment à ossature de béton de 1958. Le projet consistait à enlever les anciens panneaux d'allège en béton et à réparer la structure. Soutenus par un nouveau cadre en acier, des panneaux Kalwall ont été installés pour agrandir l'espace au sol. Ces nouvelles façades permettent à la lumière du jour diffuse d'inonder l'intérieur du sol au plafond, tout en assurant l'intimité des étudiants. La rénovation a été réalisée en deux phases, ce qui a permis d'économiser du temps et des dépenses grâce à l'utilisation de murs unitisés pré-assemblés et vitrés.

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