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EQUIPEMENT - CAHIER V LA VENTILATION DES BATIMENTS ____________________________

EQUIPEMENT - CAHIER V LA VENTILATION DES BATIMENTS _________________________________________________________ 1 POURQUOI VENTILER ? La ventilation des bâtiments : améliore la qualité de l'air pour les occupants : apport d'air neuf, dilution des odeurs, des fumées de cigarettes, … évacue de la vapeur d'eau afin d'éviter l'apparition de condensations et de moisissures sur les parois froides (phénomènes qui occasionnent des problèmes esthétiques, mettent en péril la salubrité du bâtiment et peuvent provoquer des réactions allergiques chez les humains). alimente en air, et donc en oxygène, les appareils de combustion. 2 POURQUOI "FAIRE DES TROUS" DANS DES CHÂSSIS ÉTANCHES ? Jadis, la ventilation s'opérait par les interstices présents dans les menuiseries ainsi que dans l'enveloppe du bâtiment, mais aussi en ouvrant les portes et les fenêtres. Mais cette situation entraînait des débits d'air liés à la présence ou non du vent, parfois des courants d'air inconfortables en période de tempête, des consommations d'énergie élevées, … Heureusement, l'étanchéité des portes et des fenêtres s'est nettement améliorée ces dernières années (joints au niveau des châssis,…). Comment dès lors organiser une ventilation correcte ? Nos exigences de confort ont évolué. Nous attendons de la ventilation qu'elle assure un apport régulier d'air neuf, participant ainsi à l'organisation d'une saine qualité de vie, tant chez soi que sur les lieux de travail. La simple ouverture des fenêtres ne représente pas une solution satisfaisante : les fenêtres ouvertes ne protègent nullement de la pluie, d'une effraction,... les problèmes de courant d'air sont inévitables, la pièce se refroidit considérablement, les frais en énergie de ce mode de ventilation peuvent être assez élevés, les nuisances acoustiques sont souvent inévitables. Pour pouvoir ventiler correctement, il est nécessaire de prévoir des dispositifs contrôlables d'alimentation et d'évacuation de l'air de ventilation. La majorité des logements belges ne disposent pas jusqu'à présent de tels dispositifs (si ce n'est des hottes de cuisine utilisées sporadiquement). C'est véritablement une "nouvelle culture" à développer par l'architecte auprès de ses clients. En Hollande, on vous regarde avec étonnement lorsque vous expliquez qu'il n'existe pas de tradition de ventilation dans nos habitations ! 1 3. COMMENT ORGANISER LA VENTILATION ? L'idée de base est d'organiser un transfert de l'air au travers du bâtiment : apporter de l'air neuf au niveau des pièces de vie, et l'extraire au niveau des locaux "viciés" ou humides. Le déplacement de l'air au travers du bâtiment sera donc sciemment organisé : le dernier local sera mis en dépression pour que le flux d'air vienne vers lui. Exemple: dans le cas d'une habitation domestique, il faut prévoir une amenée d'air frais, au moins dans tous les espaces dits 'secs'. Il s'agit des pièces comme la salle de séjour, les chambres à coucher, les locaux d'étude et de jeu,... transfert de l'air des 'locaux secs' vers les 'locaux humides' (ouvertures de transfert dans les portes du couloir, par exemple) l'évacuation de l'air humide et/ou vicié, au moins dans tous les espaces dits 'humides'. Il s'agit des pièces comme la cuisine, la salle de bain, le WC, la buanderie,... Dans cette vision des choses, comment voyez-vous l'organisation de la ventilation dans un restaurant ? … sans oublier la zone" fumeurs" … et la gestion des odeurs de cuisine … Et pour une salle de sports (avec vestiaires) ? 4. QUELS SONT LES "MOTEURS" DU DEPLACEMENT D'AIR ? Pour que la ventilation soit effectivement gérée suivant le principe ci-dessus, il nous faut "un moteur" capable d'organiser le transfert et vaincre les résistances au passage de l'air. On en rencontre 3 : 1° le vent Le vent occasionne des écarts de pression entre les différentes façades, créant ainsi un flux depuis l'ouverture située dans la façade exposée au vent (pression la plus haute) vers l'ouverture disposée dans la façade opposée (pression la plus basse) C'est lui qui est à la base des courants d'air et des portes qui claquent ! 2 Si la ventilation d'un local s'opère par plusieurs ouvertures disposées dans des façades différentes, on peut atteindre des débits élevés : on parle de ventilation transversale. Mais le sens du transfert de l'air est peu maîtrisable… (imaginez que ce soit la fenêtre des WC qui soit sur la façade en surpression…!) A noter que lorsqu'une pièce est ventilée par une seule ouverture, la ventilation sera peu efficace (essayez de ventiler une bouteille en soufflant par son seul goulot…!). La hauteur de l'ouverture joue alors un rôle important. Plus l'ouverture est haute, plus grand sera le débit d'air (en fait le tirage thermique vient au secours du vent). En pratique, on ne se servira de l'effet du vent que pour la "ventilation intensive" des bâtiments. 2° le tirage thermique ou " l'effet de cheminée" L'air chaud , plus léger, "monte". Plus la différence de température entre intérieur et extérieur est élevée, plus la hauteur de la cheminée est élevée, … et plus le tirage sera bon. C'est sur cette base que l'on peut évacuer naturellement les odeurs d'une cuisine, ou l'humidité d'une salle de bains. Ces locaux seront mis en dépression si on les raccorde à un conduit d'évacuation qui débouche en toiture. Autre application : en été, le refroidissement naturel du bâtiment par de l'air extérieur frais durant la nuit (encore appelé le "free cooling") Un emplacement judicieux des ouvertures peut générer d'importants débits d'air, à même de rafraîchir le bâtiment pendant les périodes chaudes, même en l'absence de vent. La figure montre comment l'air extérieur frais est amené via les châssis en façade et évacué par la cage d'escaliers centrale vers les fenêtres prévues dans le faîte des combles. 3 3° le ventilateur Si les deux "moteurs" naturels ci-dessus sont utilisables pour des applications domestiques, on imagine plus difficilement la gestion de la ventilation d'une salle de conférence, d'un hôtel, … sans un équipement dont on est sûr du débit réel, quel que soit le temps qu'il fait dehors ! On utilisera donc des ventilateurs, soit pour la pulsion d'air , soit pour l'extraction, soit les deux. En pratique, il existe deux grandes familles de ventilateurs : les ventilateurs hélicoïdaux, capables de grands débits d'air mais pas de montées en pression à la sortie. Ils ne peuvent pas vaincre les pertes de charges d'un conduit. On les retrouve lorsqu'il faut déplacer de l'air "à l'air libre": dans une fenêtre de sdb, dans un canon à air chaud,… les ventilateurs centrifuges, capables de monter en pression et de pousser l'air au travers d'une gaine, d'un échangeur,... On les retrouve au départ de réseaux aérauliques en ventilation, en climatisa- tion,… 5 QUELS SONT LES SYSTEMES DE VENTILATION RENCONTRES ? L'amenée et l'évacuation de l'air peuvent être réalisées sur la base, d'une ventilation naturelle d'une ventilation mécanique de la combinaison de la ventilation naturelle et de la ventilation mécanique. Ceci donne lieu à quatre systèmes de ventilation : ALIMENTATION EVACUATION NATURELLE MÉCANIQUE NATURELLE système A système B MÉCANIQUE système C système D En voici la concrétisation pour les habitations domestiques (extrait de la NIT 203 du CSTC): 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 QUEL DEBIT D'AIR NEUF ASSURER ? On rencontre deux principes de dimensionnement : 1°un dimensionnement basé sur la personne : On dimensionne souvent les installations sur base de 30 m3/h par personne. C'est notamment ce que demande le RGPT, Règlement Général de la Protection du Travail. En fait, nous n'avons pas besoin d'autant d'air pour assurer l'apport minimal en oxygène, loin de là… Ces 30 m3/h correspondent à une valeur jugée nécessaire pour diluer les odeurs corporelles et les odeurs émises par les matériaux du bâtiment. C'est donc subjectif… Cette valeur est parfois diminuée pour réduire la consommation énergétique, ou augmentée pour tenir compte de la présence de fumeurs dans le local. (on monte alors à 50, voire 70 m3/h/pers). 2°un dimensionnement basé sur la surface du local : La norme NBN 50-001 prévoit un débit de 1 dm3/s et par m2 de surface au sol (3,6 m3/h.m2) (pour rappel, 1 dm3/s = 1 litre/seconde, ce qui est facile à mémoriser). Cette norme est d'application pour les principales pièces d'un logement nouveau en Région Wallonne (avec des minima et maxima pour certains locaux). A noter que ce débit "sert deux fois", puisque c'est l'air du living qui, passant par le couloir, est évacué par la cuisine. Et la réglementation accepte que le débit d'air calculé pour la cuisine ne soit pas vraiment de l'air neuf (notamment pour créer l'effet de "transfert" vu au point 3). En terme de consommation énergétique, c'est tout bénéfice ! Pour les immeubles de bureaux et les écoles, des débits de ventilation sont imposés. Voici quelques valeurs : Type de local Débit nominal m 3 /h.m 2 de plancher Bureau individuel Bureau commun Salle de réunion Auditoire, salle de conférence Classe de cours 2,9 2,5 8,6 23,0 8,6 En quelque sorte, si l'on considère qu'un employé de bureau dispose de 10 m2 et qu'un étudiant dans un auditoire occupe en moyenne 1,3 m2 environ, … on retrouve les 30 m3/h/pers. Mais pour un architecte, il est plus facile de uploads/Litterature/ cahierv-ventilation.pdf