La ventilation naturelle et mixte des bâtiments
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<strong>La</strong> <strong>ventilation</strong> <strong>naturelle</strong> <strong>et</strong><strong>mixte</strong> <strong>des</strong> bâtimentsJoão Carlos Viegas
Plan de la présentation1. <strong>La</strong> nécessité de la <strong>ventilation</strong>2. Le proj<strong>et</strong> de <strong>ventilation</strong> <strong>naturelle</strong>3. <strong>La</strong> <strong>ventilation</strong> <strong>mixte</strong>4. <strong>La</strong> performance
Introduction> <strong>La</strong> <strong>ventilation</strong> <strong>naturelle</strong>traditionnelle L'évacuation <strong>des</strong> produitsde combustion faites par<strong>des</strong> conduits Admission d'air neuf due àla forte perméabilité duenveloppe Procédure de aérationquotidienne du logement Habituellement, il n'y a pasde proj<strong>et</strong>
Introduction> Les chocs pétroliers <strong>des</strong>années 70 Montrent la nécessité de laconservation de l'énergie> En réponse <strong>La</strong> perméabilité à l'air del’enveloppe est réduite N'est pas compensée parl'admission d'air frais par<strong>des</strong> dispositifs dédiés Problèmes sont générés enraison de la réduction dudébit de <strong>ventilation</strong>
Les problèmes>Les problèmes dus à une mauvaise <strong>ventilation</strong>sont les suivants: Augmenter la fréquence de condensation, ce quiconduit à l'apparition de champignons ou demoisissures Des dysfonctionnements dans les appareils à gaz. Insuffisante qualité de l’air pour les personnes
Condensations> Le problème peut êtreatténué si il y al'amélioration de l'isolationde l'enveloppe.> Toutefois, c<strong>et</strong>te action nesuffit pas, à elle seule, pourrésoudre le problème si l<strong>et</strong>aux d'humidité del'environnement intérieurest trop élevé.> Il est également nécessaired'améliorer la <strong>ventilation</strong><strong>des</strong> logements.
Carta psicrométrica
Appareils à gaz> Il y a <strong>des</strong> sourcesimportantes de pollution del'environnement intérieur,tels que: Les appareils à gaz du typeA (plaque de cuisson) Appareils à gaz de type B,qui exigent <strong>des</strong> conditionsspécifiques pourfonctionner en toutesécurité.
Nécessité d'assurer la <strong>ventilation</strong>> L'utilisation courante <strong>des</strong>logements produit <strong>des</strong> polluantsdont la suppression estnécessaire à l'existence d'unenvironnement approprié pourles occupants de la résidence> Activités: l'activité physiologique humaine l'usage du tabac combustion dans les appareils àgaz préparation de la nourriture lavage <strong>et</strong> séchage de la vaisselle<strong>et</strong> <strong>des</strong> vêtements l'utilisation <strong>des</strong> sanitaires
Nécessité d'assurer la <strong>ventilation</strong>> Substances: Vapeuro Inconforto Condensations monoxyde de carbone (OMS, 2012)o 7 mg/m 3 (6 ppm) en 24 heureso 10 mg/m 3 (8,6 ppm) en 8 heureso 35 mg/m 3 (30 ppm) en 60 minuteso 100 mg/m 3 (86 ppm) en 15 minutes le dioxyde de carboneo ambiante + 700 ppm (limite deconfort - ASHRAE 62.2)o 3500 ppm (santé - CanadianDepartment of National Health andWelfare, 1987) les odeurso l'utilisation de dioxyde de carboneen tant qu'indicateur
<strong>La</strong> réalité ....>L'analyse menée dans 45 créches/écolesmaternelles, entre Octobre <strong>et</strong> Décembre 2010,comme suit: 25 en Lisbonne <strong>et</strong> 20 dans Porto.> Elle a porté sur un total de 143 salles d'activités, commesuit: 82 à Lisbonne <strong>et</strong> 61 dans Porto.
Résultats à Lisbonne100%80%60%40%20%0%40% 40%8%12%< 1000 1000 - 1499 1500 - 1999 > = 2000CO 2 [ppm]
Utiliser du dioxyde de carbone commeun indicateur de la pollution humaine6050InsatisfactionInsatisfação [%][%]40302010CatégoriePerception de la qualité Concentration de CO 2de l'air (insatisfaction)[ppm]A 15% 460B 20% 660C 30% 119000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500CO2 CO2 au-<strong>des</strong>sus acima do de ar l'air exterior extérieur [ppm] [ppm]
Résultats à Porto100%80%60%40%20%10%45%25%20%0%< 1000 1000 - 1499 1500 -1999 > = 2000CO 2 [ppm]
Les activités domestiquesActivitéVapeur [g/jour]Cuisson avec électricité 2000Cuisson avec gaz 3000Faire la vaisselle 400Bain (par personne) 200<strong>La</strong>ver vêtements 500Le séchage <strong>des</strong> vêtements à l'intérieur1500d'une pièce (par personne)Source: BS 5925: 1991
CombustionCarburantVapeur[g/h par kW]Dioxyde de carbone[L/s par kW]gaz naturel 150 0,027gaz de pétrole130 0,033liquéfiéskérosène 100 0,034coke 30 0,048anthraciteSource: BS 5925: 199110 0,048
Métabolisme humainActivitéM<strong>et</strong>abolismeVapeur[W]Dioxyde de[g/h]carbone[L/s]repos 100 0,0040 40travaux légers 160 a 320 0,0064 a 0,0128 50travail modéré 320 a 480 0,0128 a 0,0192 50labeur 480 a 650 0,0192 a 0,0260 50Travail très lourd 650 a 800 0,0260 a 0,0320 50Source: BS 5925: 1991
Nécessité d'assurer la <strong>ventilation</strong>> Matériaux, éléments <strong>et</strong> <strong>des</strong>composants de construction Formaldéhydeo Avec origine de granulés de boiso <strong>La</strong> concentration moyennequotidienne dans l'environnementintérieur varie entre 0,05 mg/m³ <strong>et</strong>0,1 mg/m³o Exposition individuel quotidiennedue à la respiration est d'environ 1mg (souffle de l'air 20 m³/jour)o <strong>La</strong> fumée de cigar<strong>et</strong>te se situeentre 60 mg/m³ <strong>et</strong> 130 mg/m³ 6 cigar<strong>et</strong>tes espace de 50 m³ 1 renouvellement/heure traduit par 1,2 mg/m³ pendant 15minuteso L'exposition maximale de 0,1mg/m³ pendant 30 min
L'action du vent
Vitesse du vent à Tunis (2012)0,982,36 m/s3,0 m/s 7,0 m/s
Tirage naturelplan neutredifférence depression<strong>La</strong> pression externePression à l'intérieur
Tunis (2012)
Nécessité d'assurer la <strong>ventilation</strong>> <strong>La</strong> <strong>ventilation</strong> doit être contrôléeafin de: éviter les courants d'air désagréablespour les occupants pas multiplier inutilement les pertesd'énergie pendant les mois froids.> L'action thermique ne peut quefavoriser une <strong>ventilation</strong> efficacelorsque la température moyenne àl'intérieur du bâtiment monte, parrapport à la différence d<strong>et</strong>empérature à l'extérieur, au<strong>des</strong>susde 8 °C.
Nécessité d'assurer la <strong>ventilation</strong>> Pendant les autres pério<strong>des</strong> del'année, il est supposé que l'actiondu vent dois assurer, en règlegénérale, le renouvellement del'air intérieur <strong>des</strong> bâtiments.> Il n'existe aucune garantie, enutilisant uniquement les processusde la <strong>ventilation</strong> <strong>naturelle</strong>, que ledébit d'échange d'air de proj<strong>et</strong> estrespecté à chaque instant.
Taux de <strong>ventilation</strong> <strong>des</strong> pièces principales en fonction de la différenceentre la température intérieure <strong>et</strong> la température extérieure
Taux de <strong>ventilation</strong> <strong>des</strong> pièces principalesen fonction de la vitesse du vent
Piéces principales sans prises d’air
Principes de base de NP 1037-1:2002> <strong>La</strong> norme NP 1037-1:2002est basé sur l'ensemblesuivant de conceptsfondamentaux: <strong>ventilation</strong> <strong>des</strong> logements doitêtre générale <strong>et</strong> permanente spécifie le proj<strong>et</strong> <strong>des</strong>dispositions constructives baséen débit-type prévoit l'ouverture de fenêtrespour compléter la <strong>ventilation</strong>dans les pério<strong>des</strong> moins froi<strong>des</strong>de l'année précise que «les fenêtresdoivent être de préférencesituées sur <strong>des</strong> faça<strong>des</strong>d'orientations différentes«
Principes de base de NP 1037-1:2002 stipule que «l‘emplacement<strong>des</strong> pièces <strong>et</strong> l'orientation <strong>des</strong>fenêtres vers l'extérieur doitêtre de préférence encoordination avec la directiondu vent dominant« attire l'attention sur le fait quele vent est l'action la plusimportante à prendre encompte pour la <strong>ventilation</strong> <strong>des</strong>maisons unifamiliales <strong>et</strong> <strong>des</strong>étages supérieurs <strong>des</strong>habitations multifamiliales l'évacuation <strong>des</strong> produits decombustion <strong>et</strong> l'alimentation<strong>des</strong> appareils de combustionavec de l'air neuf doit êtreassurée à tout moment del'année <strong>et</strong> avec les fenêtres <strong>et</strong>les portes (extérieures <strong>et</strong>intérieures) fermées
Exigences pour la <strong>ventilation</strong>> Définition <strong>des</strong> débits Pièces de service à la pleineutilisation. Le débit-type est déterminéen tenant compte:o le volume <strong>des</strong> pièces;o un renouvellement par heure<strong>des</strong> pièces principales(chambre, salle à diner, <strong>et</strong>c.);o quatre renouvellements parheure dans les pièces <strong>des</strong>ervice (cuisine, toil<strong>et</strong>tes).
Exigences pour la <strong>ventilation</strong>> Situations exceptionnelles Pour les appareils à gaz, àl'exception <strong>des</strong> chaudières, ledébit-type à considérercorrespond à 4,3 x Qn m 3 /h (Qnest la puissance nominale en kWde l'appareil). Pour les chaudières, le débit-typeà considérer correspond à 5,0 xQn m 3 /h.
Débit-typeDébit-type extrait <strong>des</strong> pièces de serviceVOLUMEPiéces até 8 m³ de 8 m³a 11 m³de 11 m³a 15 m³Cuisine <strong>et</strong> autres espaces pour (1) 17 l/sl'installation <strong>des</strong> appareils à gaz(60 m ³ /h)de 15 m³a 22 m³25 l/s(90 m ³ /h )de 22 m³a 30 m³33 l/s(120 m ³ /h)Toil<strong>et</strong>tesavec baignoire oudouchesans baignoire oudouche13 l/s(45 m ³ /h)8 l/s 13 l/s(30 m ³ /h) (45 m ³ /h)17 l/s(60 m ³ /h)17 l/s(60 m ³ /h)25 l/s (2)(90 m ³ /h)(2) (2)Venues pour la lessive8 l/s(30 m ³ /h)13 l/s(45 m ³ /h)17 l/s(60 m ³ /h)(2) (2)(1) Des volumes pour ce qui n'est pas autorisé à installer les appareils à gaz de typeA <strong>et</strong> B.(2) Des volumes inhabituels dans les pièces de ce type pour lesquels estrecommandée le dimensionnement spécifique
Débit-typeDébit-type à adm<strong>et</strong>tre dans les pièces principallesVolume até 30 de 30 de 60 de 90 de 120 de 150 de 180 de 210(m³) a 60 a 90 a 120 a 150 a 180 a 210 a 240Débit-type (l/s)(m 3 /h)8(30)17(60)25(90)33(120)42(150)50(180)58(210)67(240)
Exigences pour la <strong>ventilation</strong>> Logement T4 (2,7 m de hauteur)PièceSurfac VolumeDébit [m³/h]e [m²] [m³] Exigence Spécifié SomeCuisine 7 18,9 75,6 90 (105)Toil<strong>et</strong>te14 10,8 43,2 60(baignoire)210 (225)Toil<strong>et</strong>te 2(douche)3 8,1 32,4 60Salle à manger 25 67,5 67,5 90Chambre 1 14 37,8 37,8 60Chambre 2 12 32,4 32,4 30 (45)210 (225)Chambre 3 10 27 27 30Chauffe-eau – 23 kW × 4,3 = 99 m³/hChaudière – 23 kW × 5,0 = 115 m³/h
Perméabilité à l'air de l’enveloppe>Murs <strong>et</strong> toitures Pour le calcul sont considérées comme étanches Menuiserie extérieur (selon EN 12207)Hauteur au<strong>des</strong>susdu solRegion ARegion BI II III I II III10 1 2 2 1 2 215 1 2 2 1 2 218 1 2 2 1 2 328 1 2 2 2 2 340 2 2 3 2 2 350 2 2 3 2 2 360 2 2 3 2 3 3
Stratégie de <strong>ventilation</strong> <strong>naturelle</strong>
<strong>La</strong> mise en œuvre de la <strong>ventilation</strong>>Ouvertures d'entrée d'air
<strong>La</strong> mise en œuvre de la <strong>ventilation</strong>>Ouvertures d'entrée d'air
<strong>La</strong> mise en œuvre de la <strong>ventilation</strong>>Ouvertures d'entrée d'air
<strong>La</strong> mise en œuvre de la <strong>ventilation</strong>>Les entrées d'air fixes <strong>et</strong> réglables
Conduits d'admission d'air
Ouvertures intérieures de transit de l'air>Exemple
Ouvertures intérieures de transit de l'air>Exemple
Conditiond'indépendancede conduites
Conditiond'indépendancede conduites
Les ouvertures pour l'évacuation del'air>Exemple
Le débouché du conduit (en toiture)> Le débouché du conduit doitavoir les caractéristiquessuivantes: a) la protection contrel'entrée de la pluie; b) en l'absence de vent, laperte de pression dans ledispositif à la vitessed'écoulement nominale doitêtre inférieure à 4 Pa;
Le débouché du conduit (en toiture)>L’action du vent
Performance de la <strong>ventilation</strong> naturel
N 50 = 3
Ventilation <strong>mixte</strong> (naturel + mécanique)> Conception identique à la<strong>ventilation</strong> <strong>naturelle</strong>> Les débits identiques à ceux de la<strong>ventilation</strong> <strong>naturelle</strong>> Sortie d’air dans <strong>des</strong> pièces <strong>des</strong>ervice (cuisine <strong>et</strong> toil<strong>et</strong>te) par lesventilateurs, lorsque ces piècessont en cours d'utilisation> Les ventilateurs empêchentl’écoulement d'air à travers <strong>des</strong>conduits lorsqu’ils sont inactifs
Ventilation <strong>mixte</strong> (naturel + mécanique)> <strong>La</strong> <strong>ventilation</strong> <strong>des</strong> piècesprincipales est assurée par le vent,lorsque les pièces de service nesont pas en cours d'utilisation> Les conduits de sortie d’air doiventêtre individuels> Prises d’air avec dispositifs autoréglablesa fin d'éviter unécoulement excessif
Ventilationméchanique enmarche
Ventilationméchanique àl’arr<strong>et</strong>
Problèmes> Dépend beaucoup de ladirection du vent> Lorsque les ventilateurssont inactifs pas de<strong>ventilation</strong> dans les piècesde service.
Matosinhos
3028Matosinhos. Essais précédant la périoded'occupation. CuisineActivation del’apareil du type Activation B del’apareil du type A262422Temperature [ºC]Test 1Test 2Test 3Test 4Test 5Test 62.25m1.82m0.28m20181610:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00Time
8070Temperatura [ºC]Matosinhos. Essais précédant la périoded'occupation. Cuisine60Ensaio 1Ensaio2Ensaio 3Ensaio 4Ensaio 5Ensaio 614012010080Aprox.2 rph TcondutaFerm<strong>et</strong>ure <strong>des</strong> portesintérieures ne réduit pas demanière significative le fluxd'échappement.50∆T≈5 KCaudalQ &≈4030∆T ≈2011010m45 K3/h60402010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00Tempo [hh:mm]TexteriorQ [m3/h]
3530Temperatura [ºC]Matosinhos. Essais précédant la périoded'occupation. Toil<strong>et</strong>teL'utilisation de toil<strong>et</strong>tes renforcesa <strong>ventilation</strong>25120201001510Ensaio 1Ensaio 2Ensaio 3Ensaio 4Ensaio 5Ensaio 6Portes ferméesAprox.1 rph Tconduta80 Q=0,55 rphTexterior60∆T≈5 K4020Caudal010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00Tempo [hh:mm]50Q [m3/h]
Prise d’air150100Pratiquementaucun balayageentre faça<strong>des</strong>Le débit-type attendu dans lesdeux chambres du Nord s'élève àBalayage due à différences de pression60 m³/h, ainsi que la salle deentre les différentes faça<strong>des</strong>, peutséjourcontribuer de manière significative àl'obtention du débit de <strong>ventilation</strong>Q [m3/h]500-50Fachada Sul Fachada Norte-10010:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00Tempo [hh:mm]
<strong>La</strong> <strong>ventilation</strong> <strong>naturelle</strong> <strong>et</strong><strong>mixte</strong> <strong>des</strong> bâtimentsMerci pour votre attention!
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