La ventilation des bâtiments

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1 La ventilation des bâtiments Janvier 2009 Christophe Delmotte, ir Laboratoire Qualité de l Air et Ventilation CSTC - Centre Scientifique et Technique de la Construction Réglementation Réglementation de la performance énergétique des bâtiments Région de Bruxelles-Capitale Région wallonne Région flamande Voir les textes complets sur Ventilation résidentielle Ventilation non résidentielle 2 1

2 Ventilation résidentielle Région de Bruxelles-Capitale Annexe 6 Région wallonne Annexe 5 Région flamande Annexe 5 3 Ventilation résidentielle A B C D 4 2

3 Ventilation résidentielle Septembre 2004 Septembre 2005 D 39% A 27% D 46% Février 2007 A 26% C 28% D 65% A 17% Mai 2008 C 18% D 20% A 35% C 34% C 45% B: 0% Action Construire avec l Energie Région wallonne 5 Norme de base NBN D (1991) Dispositifs de ventilation dans les bâtiments d habitation Modifications apportées par les annexes réglementaires 6 3

4 Règles de base 7 Ventilation mécanique double flux Système de type D: Pulsion d air frais dans les chambres, le bureau et le séjour Extraction de l air pollué à partir de la cuisine, des WC, de la buanderie et de la salle de bains 8 4

5 Groupe de ventilation - conduits 9 Bouches de ventilation 10 5

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7 Illustrations 13 Groupe de ventilation Ventilateurs de pulsion et d extraction Echangeur de chaleur Filtres 14 7

8 Echangeurs de chaleur Contre-flux % Croisé 50-70% Rotatif 70-80% 15 Isolation thermiques des conduits Si on souhaite récupérer la chaleur de l air repris et la transférer à l air neuf, il faut éviter de la perdre en chemin! Obligation d isolation en RBC 16 8

9 Isolation thermiques des conduits 17 Echangeurs de chaleur rendement = 90% Chauffage: MJ Maison Exemple Niveau K 38 Niveau Ew Indicateur de surchauffe 1 : risque léger à modéré 2 : Pas de 2 secteur rendement = 50% Emission de CO 2 [t/an] Coût annuel [ /an] 966 Consommation kwh/m² an Chauffage: MJ (soit 18 % de plus) 85 Niveau K 38 Niveau Ew Indicateur de surchauffe 1 : risque léger à modéré 2 : Pas de 2 secteur Emission de CO 2 [t/an] Coût annuel [ /an] Consommation kwh/m² an

10 Echangeurs de chaleur rendement = 90% Chauffage: MJ Maison Exemple Niveau K 38 Niveau Ew Indicateur de surchauffe 1 : risque léger à modéré 2 : Pas de 2 secteur Emission de CO 2 [t/an] Coût annuel [ /an] 966 Consommation kwh/m² an rendement = 00% (= pas d échangeur) Chauffage: MJ (soit 42 % de plus) 85 Niveau K Niveau Ew Indicateur de surchauffe Emission de CO 2 [tonnes/an] Coût annuel [ /an] Consommation kwh/m² an risque léger à modéré Insectes, poussière, pollen 20 10

11 Variation de débit Variateurs de vitesse manuels Régulation automatique Les conduits On utilise idéalement des conduits circulaires rigides: (pour le résidentiel) Ils offrent moins de résistance au passage de l air que les conduits souples Par exemple: Conduit rigide 125 mm 175 m³/h 1.8 Pa/m Conduit flexible (entièrement étiré) 127 mm 175 m³/h 4 Pa/m Pour le même débit, le ventilateur peut être moins puissant 22 11

12 Conduits rigides 23 Etanchéité à l air Il est important de limiter les fuites d air Méthode habituelle: mastic, bande adhésive, joints à coller Souvent pas très étanche 24 12

13 Etanchéité à l air Méthode plus efficace: accessoires équipés de joints montés en usine 25 Conduits flexibles 26 13

14 Autres conduits disponibles Attention aux pertes de charge Prévoir une épaisseur de chape suffisante 27 Autres conduits disponibles Attention aux pertes de charge Débit limité dans chaque tuyau 28 14

15 Organes de sectionnement (RBC) Annexe 8: «Pour les réseaux aérauliques de distribution d air, les gaines d air fourni et d air repris sont équipées d organes de sectionnement motorisés aux points d entrée et de sortie de la zone» 29 Bouches de ventilation Bouches réglables À régler à la mise en route (pour obtenir effectivement le débit souhaité) 30 15

16 A éviter La prise d air frais est trop proche de l évacuation de l air pollué Les odeurs de toilette et de cuisine sont directement réexpédiées dans les chambres et le salon! 31 Atténuateurs de son Sans précautions particulières: Le bruit des ventilateurs peut se transmettre via les conduits Le son (conversations, musique ) peut se transmettre d un local à l autre via les conduits 32 16

17 Atténuateurs de son 33 Ouvertures de transfert 34 17

18 Ouvertures de transfert Dans les murs ou les cloisons 35 Ouvertures de transfert Dans ou sous les portes 36 18

19 Ouvertures de transfert Atténuateur acoustique 37 Ventilation mécanique simple flux par extraction Système de type C: Pulsion d air frais dans les chambres et le séjour Ouvertures d alimentation en air frais dans les chambres, le bureau et le séjour Extraction de l air pollué à partir de la cuisine, des WC, de la buanderie et de la salle de bains 38 19

20 Ventilateur - conduits 39 Bouches de ventilation 40 20

21 Ouvertures d alimentation

22 43 Le ventilateur Consommation électrique 44 22

23 Consommation électrique Moteurs à courant continu Consommation auxiliaires: MJ Niveau K 38 Niveau Ew Indicateur de surchauffe Emission de CO 2 [t/an] : risque léger à modéré 2 : Pas de 2 secteur Moteurs à courant alternatif Coût annuel [ /an] 966 Consommation auxiliaires: MJ Maison Exemple Consommation kwh/m² an 85 Niveau K Niveau Ew Indicateur de surchauffe Emission de CO 2 [tonnes/an] Coût annuel [ /an] Consommation kwh/m² an risque léger à modéré Débouché en toiture (extraction mécanique) 46 23

24 Débouché en toiture (extraction mécanique) 47 Ouvertures d alimentation 48 24

25 Ouvertures d alimentation 49 Ouvertures d alimentation En toiture (extension de la norme) S il n y a pas d élément de façade d une hauteur d au moins 2 m dans l espace Ou si le placement d une ouverture dans la façade de l espace est en conflit avec d autres prescriptions* fixées par les pouvoirs publics *du Gouvernement wallon (en RW) 50 25

26 Débit nominal d une grille Le débit nominal d une grille est: le débit qui la traverse si on applique une différence de pression de 2 Pa C est au fabricant de fournir cette valeur Valeur à 1 Pa! Par mètre courant! 51 Exemple Séjour 124 m³/h 1 fenêtre 90/135 1 porte fenêtre 320/215 (partie fixe 160) Grille au dessus des châssis 50 m³/h.m min m Grille dans le(s) châssis 25 m³/h.m min 4.96 m 60 m³/h.m² min 2.07 m 52 26

27 Exemple Séjour 124 m³/h 1 fenêtre 90/135 1 porte fenêtre 320/215 (partie fixe 160) Grille murale 66 m³/h 2 grilles 53 Grilles d alimentation Pénétration du bruit extérieur Possibilité d atténuation acoustique Nouvelle norme acoustique! NBN S :

28 Entrebâillement des châssis Châssis avec possibilité d entrebâillement:! Valeur du débit nominal à fournir par le fabricant (si on change de profilé, de joint, d accessoires, etc., le débit change) Attention: avec des grands châssis on risque de dépasser le double du débit nominal requis 55 Exigences (Recommandations en RW) Les ouvertures des bouches d alimentation naturelle doivent être suffisamment étroites pour limiter la pénétration d insectes Les bouches d alimentation naturelle doivent être suffisamment étanches à l eau La partie inférieure des bouches d alimentation naturelle doit se situer à au moins 1.80 m au dessus du niveau du plancher fini 56 28

29 Ouvertures d alimentation 57 Régulation centrale 58 29

30 Grilles d alimentation Autoréglables: Clapet mobile qui tend à limiter le débit si la différence de pression augmente Débit d'air (m³/h) Sans clapet autorégulant 50 Avec clapet autorégulant Différence de pression (Pa) 59 Ventilation naturelle Système de type A Ouvertures d alimentation en air frais dans les chambres et le séjour Extraction Evacuation naturelle de l air pollué à partir de la cuisine, des WC, de la buanderie et de la salle de bains 60 30

31 Ouvertures d alimentation 61 Ouvertures d évacuation 62 31

32 Conduits d évacuation 63 Débouché - Exigence 64 32

33 Débouché - Recommandation γ = 35 b = 3 m h 7.26 m et h 0.5m 65 Débouché - Recommandation Ajout d un extracteur avec temporisation! 66 33

34 A éviter Débouché au ras du toit Zone de surpression (l air entre dans le bâtiment au lieu de sortir) Débouché trop étroit Le débit d air est très faible Conduits flexibles Perte de charge importante 67 Comparaison 4 systèmes Régularité du débit de ventilation Niveau K Niveau Ew Niveau K Niveau Ew Niveau K Niveau Ew Niveau K Niveau Ew Indicateur de surchauffe Emission de CO 2 [tonnes/an] Coût annuel [ /an] Consommation kwh/m² an risque léger à modéré Indicateur de surchauffe Emission de CO 2 [tonnes/an] Coût annuel [ /an] Consommation kwh/m² an risque léger à modéré Indicateur de surchauffe Emission de CO 2 [tonnes/an] Coût annuel [ /an] Consommation kwh/m² an risque léger à modéré Indicateur de surchauffe Emission de CO 2 [tonnes/an] Coût annuel [ /an] Consommation kwh/m² an risque léger à modéré A 1 ventilateur en plus C Encore 1 ventilateur en plus Echangeur de chaleur D D Maison Exemple 68 34

35 Ventilation non-résidentielle Région de Bruxelles-Capitale Annexe 7 Région wallonne Annexe 6 Région flamande Annexe

36 Objet de l annexe VI Exigences minimales Pour une qualité d air saine et agréable Basée principalement sur des normes européennes NBN EN 13779:2004, NBN EN 12599: Ne concerne pas la ventilation des espaces spéciaux Chaufferie (NBN B & NBN B ) Garages collectifs (NEN 2443) Gaines d ascenseurs Qualité de l air intérieur La base de la conception est la qualité de l air intérieur Le législateur a porté son choix sur la classe INT 3 de la norme NBN EN 13779:2004 modérée 72 36

37 Qualité de l air intérieur INT 3 Correspond environ à 75 à 80% de personnes satisfaites par la qualité de l air (voir CR 1752) 73 Débit de conception Débit pour lequel le système de ventilation est conçu Doit pouvoir être réalisé tant à l évacuation qu à l alimentation Débit de conception minimal: Espaces destinés à l occupation humaine: là où les gens séjournent plus longtemps (bureau, auditoire, tribune...) Espaces non destinés à l occupation humaine: là où les gens séjournent normalement peu de temps (couloir, escalier, toilette, archives...) 74 37

38 Espaces destinés à l occupation humaine Tableau 11 de NBN EN Espaces destinés à l occupation humaine (RW & RF) Il faut considérer qu il est permis de fumer sauf s il est expressément stipulé que c est interdit 19 JANVIER Arrêté royal relatif à la protection des travailleurs contre la fumée de tabac 13 DECEMBRE Arrêté royal portant interdiction de fumer dans les lieux publics 76 38

39 Espaces destinés à l occupation humaine (RBC) Il faut considérer qu il n est pas permis de fumer sauf s il est expressément stipulé que c est permis 77 Espaces destinés à l occupation humaine Détermination de l occupation Occupation prévue par l équipe de conception du bâtiment Tableau de valeurs minimales si l occupation n est pas déterminée ou si elle est inférieure aux valeurs minimales 78 39

40 Exemple Salle de réunion Surface: 60 m² Occupation déclarée: 10 personnes Tableau: Salle de réunion: 3.5 m²/pers. 60 m² pers. arrondi à 18 pers. Interdit de fumer Taux d air neuf: 22 m³/h.pers Débit de conception minimal: 18 pers x 22 m³/h.pers = 396 m³/h 79 Espaces non destinés à l occupation humaine Tableau 12 de NBN EN

41 Espaces non destinés à l occupation humaine Exception pour les toilettes: 25 m³/h par WC (y compris les urinoirs) ou 15 m³/h.m² si le nombre de WC n est pas encore connu 81 Qualité de l air utilisé Les débits de ventilation à respecter ne peuvent pas être réalisés avec n importe quel type d air Quelques définitions

42 Spécification des types d air 5.1 Air neuf: Air pénétrant dans le système ou par une ouverture en provenant de l'extérieur avant tout traitement d'air. 83 Spécification des types d air 5.1 Air fourni: Flux d'air pénétrant dans la pièce traitée ou air pénétrant dans le système après un traitement 84 42

43 Spécification des types d air 5.1 Air transféré: Air intérieur passant d'une pièce traitée à une autre pièce traitée 85 Spécification des types d air 5.1 Air repris: Flux d'air sortant de la pièce traitée 86 43

44 Spécification des types d air 5.1 Air recyclé: Air repris renvoyé dans le système de traitement d'air 87 Spécification des types d air 5.1 Air rejeté: Flux d'air déchargé dans l'atmosphère 88 44

45 Correspondance des abréviations 89 Qualité de l air utilisé Règle générale: le débit d alimentation de conception doit être réalisé avec de l air neuf Les débits complémentaires peuvent être réalisés avec de l air neuf, de l air recyclé ou de l air transféré Espaces non destinés à l occupation humaine on peut utiliser entièrement de l air ETA 1 ou ETA 2 (ETA = REP) Voir les règles pour le recyclage

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47 Exemples REP 4 ANF REP 1 REP 2 ANF REP 4 ANF REP 2 REP 4 REP 4 REP 1 93 Régulation de la ventilation mécanique Pas autorisé Pas autorisé 94 47

48 Régulation de la qualité de l air Régulation basée sur la température de l air qui permet de réduire le débit d air sous le débit de conception minimal Pas autorisé Concerne e.a. des systèmes de chauffage par air qui coupent toute ventilation quand il fait suffisamment chaud 95 Equilibre des débits Débit de conception minimal: Respecté en alimentation Respecté en évacuation Il n est pas obligatoire d équilibrer les débits On peut augmenter l un et/ou l autre des débits si on le souhaite Mais les conditions de pression (conception) doivent rester entre -5 et 10 Pa 96 48

49 Conditions de pression PC : conditions de pression [Pa] q v,supply : débit d'air fourni [m³/h] q v,extract : débit d'air repris [m³/h] V 50 : débit de fuite d'air du bâtiment [m³/h] : égal au volume V du bâtiment (hypothèse pour cette exigence) 97 ANF Exemple REP 4 ANF REP 1 Laboratoire 50 m² Max. 15 m²/pers. («Autres espaces») Min. 4 pers. = 88 m³/h ANF: 290 m³/h TRA : 210 m³/h REP: -600 m³/h Bureaux 100 m² (h=3m) Max. 15 m²/pers. («Bureau») Min. 7 pers. = 154 m³/h ANF: 210 m³/h TRA: -210 m³/h PC=-(abs[ ]/450) 1/0.65 x50 =-4.9 Pa 98 49

50 Consommation d énergie des ventilateurs Pas autorisé Pas autorisé 99 Exemple Dépend du ventilateur et de l installation (point de fonctionnement) 750 W /0.8 m³/s = W/(m³/s) 1600 W / 1.2 m³/s = 1333 W/(m³/s)

51 Dimensionnement des bouches d air Bouches de la partie naturelle d une installation et bouches de transfert Règle générale: Dimensionnement pour une différence de pression de max. 2 Pa Dérogation: Dimensionnement pour une différence de pression de max. 10 Pa si ventilation mécanique dans le local Sauf si appareil à combustion ouvert Test suivant NBN EN Exemples Exemple REP 4 ANF 2 Pa 2 Pa 2 Pa REP 1 REP 2 2 Pa REP 4 ANF 2 Pa 2 Pa 10 Pa REP 1 REP

52 Exemple REP 4 ANF 2 Pa 2 Pa 2 Pa REP 1 REP 2 Chaudières Voir aussi NBN B et B Réglage des bouches d air Bouches de la partie naturelle d une installation (alimentation et évacuation) Réglage manuel ou automatique Min. 3 positions de réglage entre «fermé» et «complètement ouvert»

53 Réglage des bouches d air Bouches de transfert Doivent être fixes (non réglables) Grille ou fente sous une porte Si fente sous une porte Dimension minimum = 5 mm 0.36 m³/h par 2Pa 0.80 m³/h par 10Pa 105 Pénétration des insectes (recommandation RW) Les ouvertures des bouches d alimentation naturelle doivent être suffisamment étroites pour limiter la pénétration d insectes Test avec une boule en métal de Ø 4 mm Test avec un disque en métal de Ø 10 mm et de 3 mm d épaisseur

54 Pénétration d eau (recommandation RW) Les bouches d alimentation naturelle doivent être suffisamment étanches à l eau Étanchéité sous 150 Pa en position fermée Étanchéité sous 20 Pa en position ouverte Test selon NBN EN Hauteur des bouches (recommandation RW) La partie inférieure des bouches d alimentation naturelle doit se situer à au moins 1.80 m au dessus du niveau du plancher fini

55 Evacuation naturelle Bouches d évacuation naturelle Conduits principalement verticaux Déviations de max 30 admises Débouchent au-dessus du toit Conduits et accessoires dimensionnés pour une vitesse maximale de l air de 1 m/s 109 Exigences techniques (RBC) Calorifugeage des conduits d air Air neuf Air fourni, air repris Air recyclé, air mélangé (pas obligatoire si dans le volume protégé) Partitionnement Zones de 1250 m² maximum Organes de sectionnement aux points d entrée et de sortie des zones Comptage énergétique Ventilateurs m³/h

56 Exigences techniques (RBC) Récupération de chaleur Système double flux avec air neuf 5000 m³/h et fonctionnement 2500 h/an Régulation automatique qui permet de supprimer le préchauffage Régulation locale Local à occupation variable (salle de réunion, hall de sport...) Si air neuf 5000 m³/h Régulation du débit en fonction de la présence effective Variation du débit par étranglement ou bypass proscrite 111 Règles de bonne pratique Le dimensionnement complet d une installation de ventilation est affaire de spécialiste (comme le chauffage p.e.) Quelques règles de bonne pratique dans NBN EN (2007) Emplacement des prises d air et évents Choix des filtres à air Etanchéité à l air des conduits Conditions de pression Ventilation régulée sur demande Consommation d énergie faible Espace nécessaire pour les locaux techniques

57 Textes légaux Plus d information sur la ventilation energie.wallonie.be

58 Plus d information sur la ventilation Plus d information sur les normes et la réglementation

59 Christophe Delmotte CSTC