Vagelos Laboratory for Energy Science and Technology, Philadelphia, PA, États-Unis

Le laboratoire Vagelos pour les sciences et technologies énergétiques (VLEST) est le tout dernier bâtiment de laboratoire de l'université de Pennsylvanie. Cette nouvelle installation de 173 millions de dollars abrite des programmes de recherche existants et émergents dans le domaine de l'énergie, avec des laboratoires à la pointe de la technologie. Le nouveau VLEST témoigne du leadership et de l'innovation de l’université en faveur d'un avenir durable, illustrant les recherches qu'il mène en intégrant des concepts d'efficacité énergétique et de durabilité alignés sur le plan de son action climatique de l'université de Pennsylvanie. Des environnements intérieurs et extérieurs de haute qualité sont destinés à attirer les professeurs et les étudiants et à maximiser le potentiel d'apprentissage, la productivité de la recherche et la collaboration interdisciplinaire.

Transsolar s'est efforcé d'intégrer la durabilité dans la conception, non seulement comme un exercice d'ingénierie technique, mais aussi comme le résultat d'une intégration profonde entre la conception architecturale et les systèmes techniques. La conception qui en résulte met l'accent sur des stratégies passives à faible consommation d'énergie, soutenues par des équipements techniques sophistiqués.

La caractéristique la plus marquante et la plus innovante est l'écran d'ombrage extérieur, surnommé « voiles solaires » par l'université. L'orientation nord-sud du site rend inévitable que les façades principales soient orientées à l'est et à l'ouest, qui sont généralement les plus difficiles à ombrager. Behnisch et Transsolar ont voulu tirer les leçons des collaborations passées et les améliorer en concevant une façade répondant à plusieurs objectifs : (1) une excellente luminosité naturelle, (2) une réduction au minimum du besoin de stores intérieurs pour contrôler l'éblouissement, (3) une limitation des charges solaires pour permettre un refroidissement par rayonnement efficace, et (4) l'utilisation exclusive de brise-soleils extérieurs fixes. Transsolar a proposé un écran fixe avec une partie supérieure diffusant la lumière du jour, une partie inférieure plus agressive pour le contrôle solaire et une géométrie inclinée vers le sud.

Behnisch et Transsolar ont alors travaillé à chercher des solutions basées sur cette proposition, puis après d’innombrables itérations, ont finalement abouti à un écran ETFE à membrane unique. La partie supérieure de l'ETFE diffuse la lumière, tandis que la partie inférieure est fortement sériegraphiée pour contrôler le rayonnement solaire. L'ensemble de la structure est orienté vers le sud, ce qui assurer le contrôle de l'ensoleillement tout en conservant la vue. Transsolar a réalisé de nombreuses simulations itératives de lumière du jour et du charges solaires, et a effectué des tests physiques sur les propriétés de diffusion de la lumière de différents matériaux. La conception finale est un écran haute performance qui crée également un nouveau symbole pour la partie nord du campus de Penn, auquel ni Behnisch ni Transsolar n'auraient pu parvenir individuellement.

Le travail de Transsolar a également mis l'accent sur l'efficacité de pointe du laboratoire en appliquant des taux de ventilation minimisés, un système exceptionnel de récupération d'énergie, des performances et un fonctionnement optimaux des sorbonnes de laboratoire, et l'utilisation de pompes à chaleur réversibles pour fournir près de 100 % de l'énergie de chauffage par électricité - une première pour l'université de Pennsylvanie et un pas de plus vers la réalisation de ses objectifs de neutralité carbone. Le confort et la contrôlabilité exceptionnels pour les utilisateurs vont au-delà de la stratégie d'éclairage naturel, avec un triple vitrage pour le confort d’hiver et une ventilation naturelle dans tous les espaces hors laboratoire. Le projet est certifié LEED Platine et présente une consommation énergétique annuelle (EUI) de 137 kBtu/sf (soit 432.1 kWh/m2) pour électricité + chauffage et refroidissement.

Timelapse Video >

2025 Vitruvian Honors & Awards - Facade System Integration category
2025 LEED-NCv4 PLATINUM certification