Principes de ventilation en rénovation

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1 Principes de ventilation en rénovation Prof. dr. ir. arch. Jean-Marie HAUGLUSTAINE, Chargé de cours EnergySuD Energy and Sustainable Development Université de Liège Faculté des Sciences Département des Sciences et Gestion de l Environnement «Questions de ventilation en rénovation» Bruxelles Environnement Bruxelles 7 octobre 2010 Sommaire Pourquoi ventiler? Et en rénovation? Quels systèmes? La ventilation dans le bilan énergétique d une maison La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau L équilibrage dynamique de la ventilation 2 1

2 Sommaire Pourquoi ventiler? Et en rénovation? Quels systèmes? La ventilation dans le bilan énergétique d une maison La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau L équilibrage dynamique de la ventilation 3 2

3 Sommaire Pourquoi ventiler? Et en rénovation? Quels systèmes? La ventilation dans le bilan énergétique d une maison La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau L équilibrage dynamique de la ventilation 5 Et en rénovation? Avant travaux Peut-on se fier à l «inétanchéité à l air» du bâtiment pour assurer la qualité de l air intérieur? Attention à la sensibilité : À l orientation du vent À sa vitesse Au profil des châssis À la qualité de l évacuation À grande incertitude de maintenir un courant de ventilation suffisant et adéquat en permanence ou, au moins, pendant la durée de l occupation l efficacité avant travaux, toute relative, pourrait se voir modifier 6 3

4 Et en rénovation? Après travaux Isolation thermique des parois opaques (toiture, murs, planchers) placement d une couche supplémentaire de matériau isolant, qui ne peut pas être court-circuitée par une mauvaise étanchéité à l air traitement de l étanchéité à l air des parois améliorées augmentation de l étanchéité à l air du bâtiment nécessité d un système de ventilation qui assure une qualité correcte de l air intérieur Remplacement des châssis de portes et fenêtres resserrages intérieur et extérieur entre nouveaux châssis et parois environnantes augmentation de l étanchéité à l air du bâtiment nécessité d un système de ventilation qui assure une qualité correcte de l air intérieur 7 Sommaire Pourquoi ventiler? Et en rénovation? Quels systèmes? La ventilation dans le bilan énergétique d une maison La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau L équilibrage dynamique de la ventilation 8 4

5 Quels systèmes? 10 5

6 Quels systèmes? 11 Sommaire Pourquoi ventiler? Et en rénovation? Quels systèmes? La ventilation dans le bilan énergétique d une maison La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau L équilibrage dynamique de la ventilation 12 6

7 La ventilation dans le bilan déperditif d une maison Hypothèses : Superficie totale habitable des logements : 100 m² Volume habitable : 250 m³ Fenêtres (châssis en bois + double vitrage clair) : 15 m² Planchers sur caves : selon architecture Isolation thermique progressive non isolé du tout puis «cibler» successivement les niveaux K55, K45, enfin K35 par une amélioration progressive des coefficients U des parois opaques et vitrées 13 La ventilation dans le bilan déperditif d une maison les débits nominaux dans les locaux sont les suivants : 14 7

8 La ventilation dans le bilan déperditif d une maison Dans une maison non isolée, la part de la ventilation dans les déperditions est négligeable vis-à-vis de celle de l enveloppe, mais elle peut l égaler, voire la dépasser, lorsque l isolation se fait plus poussée La proportion de la ventilation dans le bilan de déperditions augmente avec la qualité d isolation thermique globale Plus les bâtiments sont isolés thermiquement, plus les pertes de chaleur par ventilation prennent une part importante dans les déperditions thermiques 16 8

9 La ventilation dans le bilan énergétique d une maison Hypothèses : Ventilation naturelle Ventilation mécanique simple flux : Débit d air nominal : 216 m³/h Peut être adapté aux besoins : il est de 216 m³/h durant 4 heures (préparation des repas) et réduit à 151 m³/h le reste du temps Ventilation mécanique double flux avec ou sans récupération de chaleur : Débit d air peut être diminué durant la nuit (8 heures) à 106 m³/h En journée, il est de 216 m³/h durant 4 heures et de 151 m³/h pendant les 12 heures restantes L installation fonctionne 24 h sur 24, 365 jours (= h) par an heures durant la saison de chauffe (du 15/09 au 15/05) heures en été 17 La ventilation dans le bilan énergétique d une maison Consommation de chauffage pour la ventilation : Cons ch = 0,34 x Q v x T moy x t / η ch [Wh/an] avec : Q v = débit d air neuf [m³/h] 0,34 = capacité calorifique de l air [Wh/m³.K] T moy = différence entre la température de consigne de l ambiance et la température extérieure moyenne [ C] t = nombre d heures de fonctionnement annuel durant la saison de chauffe [h/an] η ch = rendement moyen saisonnier de l installation de chauffage 18 9

10 La ventilation dans le bilan énergétique d une maison 19 La ventilation dans le bilan énergétique d une maison consommation de chauffage pour la ventilation : kwh/an avec une ventilation naturelle kwh/an avec une ventilation mécanique simple flux kwh/an avec une ventilation mécanique double flux kwh/an avec une ventilation mécanique double flux avec récupération de chaleur 20 10

11 La ventilation dans le bilan énergétique d une maison dans les maisons qui satisfont au niveau K45, la ventilation représente environ : A : 45 % de la conso totale de chauffage lors d une ventilation naturelle C : 35 % de la conso totale de chauffage lors d une ventilation mécanique simple flux D : 30 % de la conso totale de chauffage lors d une ventilation mécanique double flux D+ : 10 % de la conso totale de chauffage lors d une ventilation mécanique double flux avec récupération de chaleur Moins les bâtiments sont isolés, plus cette proportion, puisque la consommation d énergie pour le chauffage Lorsque rénovation : cette proportion, puisque la consommation d énergie pour le chauffage 21 Sommaire Pourquoi ventiler? Et en rénovation? Quels systèmes? La ventilation dans le bilan énergétique d une maison La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau L équilibrage dynamique de la ventilation 22 11

12 La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau Hypothèses choisies pour l immeuble de bureaux sont identiques à celles prises pour les maisons d habitation sauf : Superficie totale = 500 m² Volume chauffé = m³ Immeuble mitoyen, comporte 5 niveaux Fenêtres (châssis en bois + double vitrage clair) : 96 m² Planchers sur caves : 100 m² 23 La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau Hypothèses : Débits nominaux : selon AGW du 15 février

13 La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau Débit d air amené = m³/h soit un renouvellement d air de 0,73 vol/h (ventilation naturelle seule : à titre d information car non approprié à ce type de bâtiment) ventilation mécanique : 15 heures/jour, 250 jours/an heures/an heures durant la période de chauffe heures en été consommation de chauffage pour la ventilation : A : kwh/an avec une ventilation naturelle C : kwh/an avec une ventilation mécanique simple flux D : kwh/an avec une ventilation mécanique double flux D+ : kwh/an avec une ventilation mécanique double flux avec récupération de chaleur 25 La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau 26 13

14 La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau dans les immeubles de bureaux qui satisfont au niveau K45, la ventilation représente environ : A : 40 % de la conso totale de chauffage lors d une ventilation naturelle C : 30 % de la conso totale de chauffage lors d une ventilation mécanique simple flux D : 25 % de la conso totale de chauffage lors d une ventilation mécanique double flux D+ : 10 % de la conso totale de chauffage lors d une ventilation mécanique double flux avec récupération de chaleur Moins les bâtiments sont isolés, plus cette proportion, puisque la consommation d énergie pour le chauffage Lorsque rénovation : cette proportion, puisque la consommation d énergie pour le chauffage 27 Sommaire Pourquoi ventiler? Et en rénovation? Quels systèmes? La ventilation dans le bilan énergétique d une maison La ventilation dans le bilan énergétique d un bureau L équilibrage dynamique de la ventilation 28 14

15 L équilibrage dynamique de la ventilation On accepte de ne pas chauffer les bâtiments 24 h sur 24 : pourquoi faudrait-il ventiler en permanence, que les locaux soient occupés ou non? Mais l occupation est variable : En résidentiel : chambre pour étudier / chambre pour dormir living en journée / chambres pendant la nuit En bureaux : selon localisation des employés : dans le bâtiment ou en mission extérieure Débits d amenée et d évacuation sont à adapter : proportionnellement à l occupation des locaux + équilibrage du solde, à adapter en permanence 29 Merci de votre attention Jean-Marie HAUGLUSTAINE ULg FS DSGE EnergySuD Avenue de Longwy ARLON ULg FS DSGE EnergySuD Rue de Pitteurs (Bât. L3) 4020 LIEGE Téléphone : bureau : +32 (0) portable : +32 (0) Courriel : jmhauglustaine@ulg.ac.be 30 15