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Un futur supertall en bois hybride à zéro carbone

Aperçu du cours

Les bâtiments générant 40% d'émissions de carbone au niveau mondial, nous devons parvenir à un bilan net nul d'ici 2050 pour atteindre l'objectif de l'Accord de Paris et limiter le réchauffement climatique à 2°C. Le bois séquestre en moyenne 1,9 tonne d'émissions d'équivalent dioxyde de carbone par mètre cube (Sathre & O'Connor, 2010). Bien qu'un immeuble de grande hauteur en bois massif ne soit pas la solution la plus rentable, une structure hybride peut maximiser l'utilisation globale du bois par volume de la manière la plus rentable. Les systèmes de planchers des bâtiments contribuent à hauteur de 73% à l'impact environnemental de la structure d'un immeuble de grande hauteur (Lankhorst et al., 2019), ce qui en fait une excellente cible pour la réduction du carbone incorporé.

Le système de plancher en bois hybride (HTFS) de DIALOG, dont le brevet est en instance, tire parti des avantages du bois lamellé-croisé (CLT) combiné au béton précontraint pour atteindre une portée de 12 mètres sans poteaux. Le HTFS est proposé dans le cadre de notre tour en bois hybride, un prototype de 105 étages à usage mixte qui est évalué et testé par DIALOG et EllisDon. La structure du prototype se compose d'un plancher en bois hybride, combiné à un noyau en béton et à une structure externe en acier. La sécurité incendie est assurée dans les panneaux de plancher car le bois exposé se carbonise pour former une couche protectrice, tandis que le béton incombustible et la bande d'acier continuent à soutenir le panneau. Les panneaux CLT exposés offrent également un attrait biophilique, qui s'est avéré favoriser les fonctions cognitives ainsi que le bien-être physique et psychologique (Vidovich, 2020). DIALOG, EllisDon, FPInnovations et d'autres partenaires ont achevé la première phase d'essais à petite échelle sur plus de 40 panneaux. Il est prévu que les panneaux soient soumis à des essais de résistance au feu à Ottawa avec RNCan cet automne et que les essais à grande échelle des panneaux de 12 mètres commencent à la fin de l'année 2022.

Objectifs d'apprentissage

Décrire comment les systèmes hybrides de bois de masse - tels que le système de plancher hybride en bois (HTFS) - réduisent le carbone incorporé et soutiennent les objectifs zéro carbone dans les développements de grande hauteur et à usage mixte.
Expliquer les caractéristiques structurelles, de sécurité incendie et de performance des planchers hybrides CLT-béton, y compris la façon dont la carbonisation, les bandes de béton et les éléments en acier contribuent à la capacité de longue portée et à la conformité au code.
Évaluer le rôle de la recherche multidisciplinaire, du prototypage et des essais à grande échelle dans la validation des technologies du bois hybride pour les applications de grande hauteur, y compris leur impact sur la durabilité, la biophilie et la rentabilité.

Vidéo du cours

https://vimeo.com/1109758270?share=copy

Biographie de l'orateur

Craig Applegath, BSc, BArch, MArchUD, PPOAA, AIBC, NSAA, AIA, FRAIC, LEED® APBD+C
Associé fondateur et architecte
DIALOGUE

Craig Applegath est le directeur fondateur du studio DIALOG de Toronto et un concepteur passionné qui croit au pouvoir de la forme construite pour améliorer de manière significative le bien-être des communautés et de l'environnement dans lequel elles s'inscrivent. Depuis qu'il a obtenu une maîtrise d'architecture en design urbain à la Graduate School of Design de l'Université de Harvard, Craig concentre son énergie sur la direction de projets de planification et de conception novateurs qui relèvent les défis complexes auxquels sont confrontées nos communautés, ainsi que sur la défense de la conception de bâtiments durables et de la régénération et de la symbiose urbaines. Le domaine d'activité de Craig comprend la planification et la conception de projets institutionnels, y compris l'enseignement postsecondaire, les établissements de soins de santé, ainsi que la conception d'installations innovantes à usage mixte.

Craig est membre fondateur du conseil d'administration de Sustainable Buildings Canada, ancien président de l'Ontario Association of Architects et actuel modérateur de SymbioticCities.net. Craig a donné des conférences ou enseigné à Harvard, à l'université de Toronto, à l'université de Waterloo, ainsi qu'à de nombreuses conférences professionnelles et sectorielles dans le monde entier. En 2001, Craig a été nommé membre de l'Institut royal d'architecture du Canada pour sa contribution à la profession d'architecte. En 2017, il a reçu le prix du membre honoraire de l'AAPO pour sa contribution à la cause de l'architecture de paysage en Ontario.

Neel Bavishi, PEng, CEM
Analyse des performances des bâtiments, associé
DIALOGUE

Neel est passionné par l'application de l'art et de la science de la simulation de la performance des bâtiments et de la conception basée sur les données afin de produire des résultats positifs pour l'environnement bâti. Il adopte des solutions holistiques qui minimisent l'impact environnemental des bâtiments tout en apportant une valeur ajoutée aux propriétaires, aux promoteurs, aux décideurs politiques et aux concepteurs grâce à l'amélioration du bien-être et à la réduction du coût total de possession. Neel est convaincu qu'une approche intégrée et collaborative qui incorpore diverses perspectives est essentielle pour fournir des bâtiments de haute performance.

Ingénieur mécanique de formation, Neel connaît bien la modélisation énergétique de l'ensemble du bâtiment, qu'il soit neuf ou existant, ainsi que l'analyse des coûts du cycle de vie, l'optimisation de la conception et la visualisation des données. Son expérience comprend l'élaboration de modèles énergétiques pour les programmes de certification des bâtiments écologiques, les études de modernisation neutres en carbone et les stratégies d'énergie de quartier, ainsi que l'élaboration de politiques et de normes d'énergie et d'émissions nettes zéro pour les organismes gouvernementaux municipaux, provinciaux et fédéraux. Ses projets couvrent diverses catégories d'actifs, notamment des installations de loisirs, des tours commerciales, des immeubles résidentiels à logements multiples, des hôpitaux, des centres de données et des installations de transport en commun. Il est ingénieur agréé dans la province de l'Ontario et gestionnaire d'énergie certifié.

Cameron Ritchie, PEng, PE, PhD, BSE
Ingénieur structurel, associé
DIALOGUE

Cameron est associé au sein de l'équipe d'ingénierie structurelle du studio de DIALOG à Toronto. Depuis qu'il a obtenu son doctorat à l'université de Toronto, Cameron a exercé les fonctions d'ingénieur en conception structurelle et de chef de projet dans divers secteurs et types de projets, notamment dans les secteurs de la santé, des institutions, des administrations publiques et de la vente au détail. Il a de l'expérience à tous les stades de la réalisation d'un projet, depuis les études de faisabilité jusqu'à l'administration et la gestion de la construction.

Cameron est le chef de projet de DIALOG pour le programme de recherche sur les systèmes de planchers hybrides en bois (HTFS), en étroite collaboration avec les partenaires industriels EllisDon. Il est passionné par l'exploration du bois de masse dans la mesure du possible comme solution durable à nos besoins en matière de construction.

Mid-Rise Buildings, Seismic Studies, Woodworks

Stratégies innovantes pour les bâtiments de moyenne hauteur à ossature légère dans les régions hautement sismiques

Innovative Strategies for Light-Frame Mid-Rise Buildings in High-Seismic Regions présente un exemple de conception détaillé et des conseils pratiques à l'intention des ingénieurs et des constructeurs pour répondre aux exigences sismiques croissantes sur la côte ouest du Canada. Le Code national du bâtiment du Canada 2020 augmentant considérablement les forces sismiques - en particulier à Vancouver et sur l'île de Vancouver - les systèmes conventionnels de murs de cisaillement à ossature légère en bois (bois de construction) ne répondent souvent plus aux exigences du code sans ajouts coûteux.

Ce guide, préparé par WHM Structural Engineers pour WoodWorks BC et le Conseil canadien du bois, explore deux solutions de murs de cisaillement à haute capacité : Murs Mid+Stdune adaptation conforme au code de la construction Midply qui permet d'obtenir une capacité supérieure d'environ 50% à celle des murs standard sans augmenter la longueur des murs, et Parois à double clouLe système Mid+Std est une approche basée sur la recherche qui utilise des rangées doubles de clous de rive pour atteindre la résistance Mid+Std. Associés à des stratégies de revêtement de sol léger, ces systèmes permettent aux bâtiments à ossature légère de six étages de rester viables et compétitifs en termes de coûts, même sur des sols de mauvaise qualité et dans les régions les plus sismiques.

L'analyse des coûts montre que les murs Mid+Std entraînent une augmentation des coûts d'ossature d'environ 30% par rapport à la référence, tandis que les murs Double Nail ajoutent environ 20%, tous deux plus économiques que le doublement des lignes de mur du couloir. La publication comprend des calculs de conception complets, des considérations de construction et des détails de connexion conceptuels pour aider les praticiens à mettre en œuvre ces stratégies en toute confiance.

Cette ressource fournit aux concepteurs, aux entrepreneurs et aux propriétaires des approches pratiques et innovantes pour maintenir la compétitivité des constructions à ossature légère en bois tout en répondant aux exigences sismiques rigoureuses des derniers codes de construction.

CWC, Premium, Structural Engineering

Introduction à la technologie de la construction en bois

Les ingénieurs, architectes, responsables des codes du bâtiment, constructeurs, promoteurs, étudiants et professeurs se tournent tous vers Introduction to Wood Building Technology – le guide le plus actuel sur la construction des bâtiments en bois.

Bridges, CWC, Infrastructure, Premium

Ponts de l'autoroute du bois

Les ponts routiers en bois démontrent comment les ponts en bois peuvent être conçus pour être assemblés rapidement, résister à la détérioration causée par les produits de déneigement et utiliser la stratification sous contrainte dans les tabliers pour offrir des performances à long terme.

Civic Buildings, Woodworks

Musée des beaux-arts de l'Ontario (rénovation et agrandissement)

L'Art Gallery of Ontario (AGO) a été fondée en 1900 sous le nom de Art Museum of Toronto. En 1919, elle est devenue l'Art Gallery of Toronto et, en 1966, elle a pris son nom actuel. La galerie d'origine était une maison (The Grange) construite vers 1817, située sur le côté sud de l'AGO, face au Grange Park (Figure 1). À l'automne 2008, le Musée des beaux-arts de l'Ontario a été largement acclamé lors de l'ouverture au public de ses récents travaux de rénovation et d'agrandissement, conçus par Frank Gehry. Les travaux ont consisté à rénover les espaces existants et à ajouter 9 016 m2 (92 000 pi2) de surface au sol. La rénovation et l'agrandissement de l'AGO sont remarquables pour plusieurs raisons. Tout d'abord, la conception devait unifier et améliorer les constructions antérieures réalisées en 1918, 1929, dans les années 1970 et 1980. L'équipe de conception a fait un usage extraordinaire d'éléments structurels et décoratifs en bois pour atteindre cet objectif, ainsi que pour attirer, calmer, séduire et émerveiller les visiteurs. En outre, l'AGO devait rester fonctionnel pendant de longues périodes au cours du processus de construction. Enfin, la conception, la fabrication et le montage des éléments en bois étaient très complexes. Selon Bill Downing de Structurlam Products Ltd, le fournisseur de bois lamellé-collé, à propos de la partie Galleria Italia de l'AGO, "il s'agit de la structure en bois la plus complexe d'Amérique du Nord".

CWC, Premium, Structural Engineering, Wood Foundations

Piles de bois

Les pieux en bois offrent une couverture claire et concise d'un sujet souvent considéré comme obscur. Cependant, les pieux en bois ont été utilisés dans le monde entier pour supporter des charges lourdes pendant des siècles – et ils sont encore utilisés aujourd'hui.

Commercial Buildings, Woodworks

Restaurants de la Colombie-Britannique (The Old Vines & The Hooded Merganser)

Manger et boire sont des activités sociales qui s'apprécient mieux dans une atmosphère chaleureuse, relaxante et confortable. Ces activités sont depuis longtemps associées au bois, qui a traditionnellement été utilisé pour fabriquer des tables, des chaises et d'autres meubles, ainsi que des tonneaux à vin et des fûts à bière. Les parquets et les poutres apparentes sont des caractéristiques des auberges et des restaurants du monde entier depuis des siècles, et continuent de conférer une qualité unique aux établissements de restauration contemporains. Les deux exemples présentés ici sont situés dans la vallée de l'Okanagan, dans le sud de l'intérieur de la Colombie-Britannique. Bien qu'ils soient très différents par leur caractère architectural, ils utilisent tous deux le bois avec une grande efficacité pour créer l'ambiance de restauration appropriée.

Civic Buildings, Woodworks

Shane Homes YMCA Au Rocky Ridge Calgary, AB

Les aspirations de Calgary à devenir une ville de renommée mondiale sont soutenues par ses récents investissements dans les infrastructures et l’architecture, notamment le $centre Shane Homes YMCA de Rocky Ridge, d’une valeur de 192 millions de dollars, qui a été soutenu par le plus important don privé jamais versé à l’organisation YMCA locale. Shane Homes est une société de développement basée à Calgary, fondée en 1979, qui a contribué $3,5 millions de dollars au projet.

Il s'agit du premier centre de loisirs du coin nord-ouest de la ville, desservant une communauté de plus de 100 000 habitants. Niché dans les contreforts vallonnés de Calgary, le design curviligne du YMCA Shane Homes at Rocky Ridge s'inspire du paysage environnant. Le bâtiment est situé dans un parc naturel doté de zones humides reconstruites. De multiples sentiers et un pont piétonnier en bois suivent les courbes du site, le reliant au système de sentiers régional.

Le bois lamellé-collé est le principal élément structurel, permettant une conception géométriquement complexe à un coût considérablement inférieur à celui d'autres matériaux. La silhouette spectaculaire est définie par la plus grande structure de toit en bois de forme libre en Amérique du Nord. La construction a débuté en 2014 et, depuis son ouverture au public en janvier 2018, ce nouveau centre de loisirs est devenu un centre d'activités sportives trépidant. Le Shane Homes YMCA a remporté de nombreux prix, dont un prix Wood WORKS! Prairie Wood Design Award 2019, un prix Canadian Wood Council Award 2018 et un prix CanBIM Best in BIM Award 2017.