Comment concevoir une maison unifamiliale, le guide technique

Comment concevoir une maison unifamiliale : le guide complet et professionnel avec l’analyse des aspects théoriques et un exemple avec rendus et dessins dwg réalisés avec un logiciel de conception architecturale BIM à télécharger

Dans ce guide pratique voyons ensemble comment concevoir une maison unifamiliale en abordant les aspects techniques théoriques et pratiques à l’aide d’un logiciel professionnel pour ingénieurs et architectes.

Nous parlerons de types de maisons unifamiliales, de contexte de référence et d’orientation tout en vous mettant tout de suite à disposition un projet complet avec rendus et dessins en dwg à télécharger gratuitement qui sera très utile comme exemple à suivre et comme guide d’introduction pour toute les phases de conception : 

Nous vous suggérons de télécharger la version utilisable gratuitement pour 30 jours du logiciel de conception architecturale BIM Edificius avec lequel nous avons réalisé le projet, les rendus et les dessins que nous allons voir

rendu maison unifamiliale – réalisé avec Edificius

Téléchargez gratuitement le modèle 3D BIM (fichier .edf) du projet avec lequel nous avons réalisé ces rendus et essayez vous-même à obtenir des résultats similaires.

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plan rez-de-chaussée – réalisé avec Edificius

Maison unifamiliale : définition et types

Une maison unifamiliale est généralement définie comme une habitation destinée à une seule famille, généralement indépendante et entourée d’espaces verts. La conception d’une maison unifamiliale commence par la définition du type de bâtiment et un ensemble de règles, de caractéristiques relatives aux formes, fonctions et structures.

La maison unifamiliale est un des cas particuliers parmi les types : logement, organisation du logement et module typologique.

élévation – réalisé avec Edificius

Elle est généralement conçue sur deux étages au-dessus du sol et un étage au sous-sol affecté aux (garages, caves et zones de stockage).

À titre d’exemple, nous voyons ci-dessous un schéma de certains types d’agrégation de maisons individuelles unifamiliales.

type de maisons unifamiliales – réalisés avec Edificius

Les règles de conception pour une maison unifamiliale

La conception d’une maison unifamiliale est une activité qui suscite l’esprit créatif des architectes et des ingénieurs. Cependant, toute contrainte peut devenir le point de départ pour expérimenter des nouvelles solutions ingénieuses.

La conception d’un bâtiment isolé nécessite un riche bagage de connaissances du lieu et d’une analyse préliminaire comprise dans l’étude : 

•  l’intégration avec le paysage (orientation, orographie, zone climatique et micro climat, vues panoramiques, végétation indigène, etc.)
• des constructions existantes (techniques de construction, matériaux traditionnels, types de composition, etc.)
• des matériaux locaux (pierres locales, bois, etc.)

Les vues

Le type de maison unifamiliale permet d’ouvrir des fenêtres sur tous ses côtés, ce qui permet de choisir l’orientation optimale et des conditions d’ensoleillement, les vues et les caractéristiques que l’on souhaite donner au bâtiment.

L’orographie du lot

La pente et la stratigraphie du terrain à bâtir peuvent constituer une contrainte pour la conception. La capacité du concepteur à améliorer les caractéristiques du contexte définira la qualité du résultat final.

L’orientation

Pour établir la bonne orientation de la maison et l’exposition des différentes fonctions, il faut d’abord considérer la latitude de référence de notre lot.

Les diagrammes de la trajectoire solaire, ainsi que les évaluations environnementales telles que les distances par rapport aux autres bâtiments, des arbres, etc., peuvent aider à choisir l’orientation et l’emplacement sur le terrain.

diagramme solaire

Les diagrammes solaires permettent d’identifier la position et la hauteur du soleil à différents moments de la journée et à différentes saisons. Ils constituent un excellent outil pour déterminer la bonne orientation du bâtiment et des pièces à l’intérieur de celui-ci.

Les conclusions qui peuvent être facilement induites en analysant le diagramme solaire sont les suivantes : 

• le soleil se lève à l’est ;
• le soleil se couche à l’ouest ;
• le soleil atteint sa hauteur maximale à 12 h 00 ;
• la hauteur maximale du soleil est le 21 juin (solstice d’été : c’est le jour le plus long de l’année) ;
• la hauteur minimale du soleil est le 21 décembre (solstice d’hiver : c’est le jour le plus court de l’année).

En règle générale, il est préférable de placer les zones de vie et de détente à une bonne exposition du soleil (sud, est, ouest), tandis que les espaces destinés aux services doivent être orientés vers le nord.

Lorsqu’il s’agit d’une maison unifamiliale isolée, le salon pourrait s’ouvrir sur la meilleure vue panoramique, tandis que les espace de services font face à des rues ou à des vues moins particulières.

Selon l’orientation et les conditions climatiques, des dispositifs techniques peuvent être particulièrement utiles (tels que des arcades, des pergolas et des auvents,) placés aux endroits où l’on souhaite rester à l’extérieur dans certaines conditions climatiques.

Ci-dessous on trouve un exemple illustrant les orientations recommandées pour les différentes pièces.

orientation et disposition des chambres

La simulation du rayonnement solaire

Les logiciels de conception architecturale permettent généralement de simuler la position exacte du soleil et la génération d’ensoleillement et des ombres respectives après avoir défini la localisation du bâtiment.

localisation du projet maison unifamiliale – Edificius

En particulier, il est possible de visualiser le rayonnement solaire et l’ombrage relatif sur la maison à différents moments de la journée et à différents jours de l’année.

De cette manière, le concepteur est capable de déterminer exactement le type de lumière dans une certaine zone du bâtiment et de simuler les conditions réelles d’ombre et de lumière.

étude rayonnement solaire et ombrage à l’intérieure d’une pièce – réalisé avec Edificius

Il est simple de prévoir une protection pour les zones trop exposées ou d’augmenter les surfaces vitrées pour des zones peu ensoleillées.

L’image ci-dessous montre 2 saisons différentes du même environnement.

étude ensoleillement du même environnement lors de saison différente – réalisé avec Edificius

L’image de gauche représente l’ensoleillement en été : le soleil est plus haut dans le ciel, la pièce est ombragée dû à la présence de rebord en port à faux qui a une fonction de protection (l’ombre commence en dehors de la pièce).

L’image de droite, fait référence à l’ensoleillement en hiver : le rebord en saillie permet au rayonnement solaire (beaucoup plus faible qu’en été) de pénétrer à l’intérieur des pièces pour obtenir l’effet souhaité.

Edificius, le logiciel ACCA pour la conception architecturale BIM, permet d’étudier l’ombrage et l’ensoleillement d’un bâtiment : il est en effet possible de choisir la date et de lancer une simulation solaire avec l’étude des ombres. Il est également possible d’utiliser le Rendu en Temps Réel pour simuler l’effet du soleil et des ombres. Le concepteur peut ainsi analyser le comportement des matériaux ensoleillés et ombragés, augmenter ou diminuer les protections, modifier les orientations du bâtiment et les emplacements des pièces en fonction de ces exigences de conception.

Vous pouvez télécharger Edificius et l’utiliser gratuitement pendant 30 jours.

Projet d’une maison unifamiliale : un cas d’étude

Le bâtiment en question est une maison unifamiliale isolée : il s’agit en fait d’un logement pour une famille, bordé uniquement d’espaces verts.

coupe a-a – réalisée avec Edificius

Le terrain sur lequel se trouve le bâtiment du projet, a un développement constant, dépourvu de courbes de niveaux significatives, et éloigné d’autres habitations. Cette situation de départ favorise une grande liberté dans la phase de conception.

Le bâtiment a été positionné au centre du lot, de manière à respecter les limites du lot et la distance de la route, il se développe sur deux étages hors-sols et a une hauteur totale de 6,90 m, avec une hauteur entre les étages de 2,90 m au niveau du rez-de-chaussée et de 3,20 m au premier étage.

Le premier étage a une surface au sol inférieure à celle du rez-de-chaussée, laissant un espace ouvert utilisé comme terrasse et solarium.

plan premier étage – réalisé avec Edificius

Au rez-de-chaussée, un espace de vie (140 m²), est relié à des zones de service et à un grand garage. Depuis le jardin, l’accès et direct au salon par des grandes baies vitrées, qui préserve une communication visuelle constante avec le paysage environnant.

Le premier étage (96 m²) est accessible par un escalier intérieur avec une seule rampe, l’espace de nuit se subdivise en trois chambres dont l’une d’elles est de type patronal desservie également par une penderie et une salle de bains privée.

L’intérieur de la maison se développe autour d’un espace  » vide  » pour accueillir la zone du solarium ; la maison est caractérisée par de grandes baies vitrées qui s’ouvrent face à la rue et par la couleur des surfaces qui met en évidence le « cadre« . Les surfaces verticales en retrait des corniches du toit sont peintes en blanc et caractérisées par la prédominance de vides par rapport aux pleins. Les côtés courts et les sections horizontales sont peints en gris foncé, ne présentent que de petites ouvertures et encadrent la façade principale, créant ainsi un contraste chromatique net.

rendu intérieur maison unifamiliale – réalisé avec Edificius

À l’intérieur, les espaces sont spacieux et lumineux. Le séjour se compose d’une seule grande pièce linéaire qui donne sur le jardin. La cuisine est intégrée à cet espace ouvert. Les matériaux choisis contribuent à la création d’un espace minimal : le parquet, les finitions bicolores en blanc et noir.

Le jardin suit la linéarité de la maison, il est bordé par un muret enduit de plâtre et recouvert par la végétation. Les chemins sont géométriques et pavés de travertin et de grès.

Lors de la phase de conception, un soin particulier a également été apporté à l’éclairage extérieur et des façades de la maison, afin d’obtenir un jeu de lumières, exaltant la conception et en privilégiant certaines des vues de perspective qui produisent des effets visuels évidents.

Télécharger les dessins en format DWG (les plans, les élévations et les coupes) et la modélisation 3D BIM

Voici, disponibles gratuitement en téléchargement les plans, les élévations, les coupes et la maquette 3D du projet de la maison unifamiliale que nous avons réalisé.

Téléchargez le modèle 3D BIM (fichier .edf) du projet d’une maison unifamiliale

Téléchargez le modèle IFC du projet d’une maison unifamiliale

Téléchargez les fichiers DWG de tous les dessins du projet réalisé

plan d’exécution – réalisé avec Edificius