Introduction à l’énergétique du Bâtiment TP – Ventilation naturelle et mécanisée Prof. Kristel de Myttenaere BATir - ULB

Les critères de choix des systèmes de ventilation Facile à implanter Grilles de ventilation H > 1,8m au dessus corps de chauffe Faible consommation d’énergie Facile à implanter Grilles de ventilation H > 1,8m au dessus corps de chauffe Aucune consommation d’énergie Garantir le résultat Gérer l’ambiance ext (pollution – bruit) Possibilité de préchauffer – refroidir – humidifier l’air Possibilité d’installer échangeur de chaleur Attention consommation énergétique Gérer l’ambiance ext (pollution – bruit) Possibilité de préfauffer – refroidir – humidifier l’air Possibilité de mettre le bâtiment en surpression Attention consommation énergétique Source: Energie+

Dissiper les surchauffes: 2 modes de ventilation Ventilation par effet du vent Ventilation par effet du rayonnement solaire Source: fiche 135

Refroidir: La ventilation T°int: optimale entre 20 et 24°C 95% à 26°C 90% à 28°C (max) Ventilation hygiénique: 1V/h (habitation) ou 30m³/h/personne (Bureau) Day cooling max 4V/h Vvent 1m/sec > -3°C Vvent max 2m/sec T°ext < 24°C 98% du temps à Uccle T°ext > 27°C 40 heures par an Night cooling: 8V/h ventilation intensive de nuit masse pour stocker et différer la fraîcheur masse apparente (impact sur la flexibilité) Effet de rafraîchissement ressenti (exprimé en refroidissement équivalent) dû à la vitesse de l’air Source: « Thermique des immeubles de bureau » Source: AlterClim

Ventilation unilatérale Débit d’air en m³/sec pour différentes combinaisons de fenêtres en ventilation unilatérale. Source: AlterClim

Ventilation naturelle La ventilation naturelle est la résultante des « forces de la nature » par opposition à la ventilation mécanique qui exige l’action d’un ou plusieurs ventilateurs. La ventilation naturelle est due à deux effets combinés : Le tirage qui apparaît dès qu’il y a des différences de température, Le vent qui crée des pressions sur certaines faces et des dépressions sur d’autres. LOCAL DEBIT POUR L’AMENEE D’AIR Living 1 dm³/s par m² de surface au sol (3,6m³/h,m²) Minimum 21 dm³/s (75m³/h) Peut être limité à 42 dm³/s (150m³/h) Chbr à coucher 1 dm³/s par m² de surface au sol (3,6m³/h,m²) Minimum 7dm³/s (25m³/h) Peut être limité à 10dm³/s et par personne (36m³/h,pers) Débits de ventilation nominaux pour l’alimentation 1dm³/s = 1 l/s = 3,6 m³/h NBN D 50-001

Ventilation naturelle Détermination du débit d’air à travers les ouvertures Formule approximative du flux d’air Q = C.A.(∆P)N [m³/s] Q = 3600.C.A.(∆P)N [m³/h] A : ouverture [m²] ∆P : différence de pression [Pa] N : un exposant dont la valeur varie entre 0,5 et 1,0 : > 0,5 flux turbulent, typique des grandes ouvertures comme les fenêtres > 1,0 flux laminaire, qui apparaît uniquement à travers les petites ouvertures (fissures, …) C : coefficient de la perméabilité à l’air [m³ / s.(Pa)N.m²] qui indique combien de m³ d’air par seconde traverse une ouverture d’une superficie de 1 m² lorsqu’il règne de part et d’autre de cette ouverture une différence de pression de 1 Pa. NBN D 50-001 / CSTC Note d’information technique 203, La ventilation des habitations

Ventilation naturelle Détermination du débit de ventilation naturelle DEBVENT = [∑(CODEB)] x COPRESS [m³/h] ∑(CODEB) : perméabilité globale du bâtiment sous forme de somme de coefficient du débit, COPRESS : coefficient de pression intégrant l’action du vent et du tirage Zone 1 Iles et sommets en altitude Zone 2 Site côtier et plateaux dégagés Zone 3 Zones urbaines ou suburbaines CATEGORIE DE FENETRE Incertaine Normale Améliorée renforcée 7,5 3,4 1,5 0,6 6,4 2,9 1,3 0,5 5,9 2,7 1,2 0,45 Valeurs indicatives de BFEN (les catégories « normale », « améliorée » et « renforcée » correspondent aux normes actuelles donc aux fenêtres, neuves ou récentes, la catégorie « incertaine » correspond aux fenêtres d’étanchéité manifestement douteuse ADEME Guide d’audit énergétique

Ventilation naturelle Coefficient de pression COPRESS ZONE 1 : COPRESS = 2,02 + 0,008 x HBAT ZONE 2 : COPRESS = 1,23 + 0,003 x HBAT ZONE 3 : COPRESS = 0,92 + 0,005 x HBAT HBAT : hauteur du bâtiment en mètres Coefficient de débit CODEB ORIFICES : CODEB = 3.000 x SORIF SORIF : surface de l’orifice en m² FENETRES : CODEB = BFEN x SFEN SFEN : surface ouvrante en m² PORTES : CODEB = 8 x SPORTE (mal calfeutrées) CODEB = 2 x SPORTE (calfeutrées), SPORTE : surface ouvrante en m² ADEME Guide d’audit énergétique

Ventilation naturelle Ouvertures parasites Possibilité de tenir compte des ouvertures parasites en prenant des valeurs simples pour les phénomènes en cause, Exemple celui d’une porte Soit une porte ouverte pendant 12 minutes par jour (12 passages dans un sens ou l’autre), SPORTE = 1,6 m² CODEB = 3.000 x 1,6 = 4.800 (choix de la formule de l’orifice) Ceci n’ayant lieu que 12 minutes par jour (0,2 h) > augmentation sur la journée (24h) du coefficient de débit égale à : 4800 x 0,2h / 24h = 40 Importance d’un tel coefficient pour, par exemple, le cas d’une maison individuelle en zone urbaine où la porte donnant sur l’extérieur peut opérer fréquemment. DEBVENT = CODEB x COPRESS DEBVENT = 40 x (0,92 + 0,005 x 8) = 38,4 m³/h ADEME Guide d’audit énergétique

Ventilation intensive mécanique Intensive: 4 à 8 Volume/heure (hygiénique 1 Volume/heure) Consommation importante des ventilateurs Possibilité d’ajouter un appoint de froid mécanique Dimensionnement pour un renouvellement 10 Volume/heure Section rondes pour diminuer pertes de charges et améliorer l’étanchéité Vitesse de l’air de les conduites max 5-7m/sec (acoustique) Diminution consommation des ventilo en diminuant vitesse de l’air > augmente la taille des conduites Ventilation intensive activée par détecteur de présence, sonde de t° ou horloge Source: Energie+

Ventilation mécanique Considérer uniquement la ventilation hygiénique soit 30 m³/h,pers Q = S.v.3600 [m³/h] Fig ci-contre : Calcul des conduits d’air

Enoncé Détermination de la surface min pour la ventilation naturelle et mécanique Espace bureau pour deux personnes 3,5 m 4 m 5 m Fenêtre [3 m x 1,5 m] Partie ouvrante [0,9 m x 1,5 m] Porte [0,9 m x 2,1 m]

Alter Clim Alter Clim

Alter Clim Alter Clim

Alter Clim Alter Clim

Alter Clim Alter Clim

Alter Clim Alter Clim

Alter Clim Alter Clim