La ventilation des immeubles tertiaires

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1 La ventilation des immeubles tertiaires Geert Bellens Responsable de projet bâtiment durable Cenergie Formation Responsable Energie - IBGE Un peu d histoire

2 Qualité de l air intérieur : ++ Energie : 0 Ventilation forcée par le poêle 3 Qualité de l air intérieur : + Energie : - Ventilation par les infiltrations et le vent 4

3 1970 Qualité de l air intérieur : -- Energie : ++ Pas de ventilation Qualité de l air intérieur : ++ Energie : ++ Ventilation controlée 6

4 Ventiler aérer Campagne de mesures dans les écoles! 3500 CO 2 (ppm) Normes Internationales air extérieur 8

5 Pourquoi ventiler? Pourquoi ventiler? Confort Concentration en CO2 Humidité Odeurs Santé Pollution Refroidissement Free cooling Ventilation nocturne 10

6 Concentration en CO 2 concentration 2 CO2 (ppm) Normes Internationales (CR 1752) 500 C B A Debit par personne (m³/h) 11 Concentration en CO 2 Référence CO 2 = max 1500 ppm Activité dormir Metabolisme (W) 41 Ventilation (m³/h.pers) 10 S asseoir danser

7 Concentration en CO 2 concentration 2 CO2 (ppm) Normes Internationales (CR 1752) 500 C B A Debit par personne (m³/h) 13 Débits de ventilation CEN-rapport CR 1752 (Design criteria for indoor environment ) Single office A B C incommodation par la concentration en CO 2 36 m³/h.p

8 Humidité La ventilation apporte de l air sec venant de l extérieur La ventilation évacue l air humide intérieur T 21 Humidité relative 20% T 0 Humidité relative 70% 15 Humidité 16

9 Odeurs Subjectif Sources Personne Fumeur sans cigarette Fumeur avec cigarette Matériel de bureau et système de ventilation Olf olf/m² La présence d odeur demande de très gros débits de ventilation employer du matériel basse-émission bien entretenir son installation de ventilation 17 Santé Composants Organique Volatiles (COV) Formaldehyde Radon CO... Prévenir vaut mieux que guérir 18

10 Santé Low polluting > 80% de matériel M1 Emission COV Formaldehyde NH3 IARC Odeur M1 (mg/m²h) <0.2 <0.05 <0.03 <0.05 Pas d odeur M2 (mg/m²h) <0.4 <0.125 <0.06 <0.005 Pas d odeur significative 19 Refroidissement free cooling : ventiler plus, pendant la journée, quand la température extérieure est plus basse que la température intérieure. 20

11 Refroidissement night cooling : refroidir pendant la nuit le bâtiment apporte en journée une meilleure température intérieure. 21 Night cooling Amenée d air : fenêtres motorisées ou grilles manuelles Débits d air de 5-10 volumes par heure Tirage thermique est suffisant, pas besoin de ventilateur 22

12 Ventiler en quelle quantité? Formation Responsable Energie - IBGE Réglementation RGPT : 30 m³/h.personne Bruxelles :? Flandre : RPE, Réglementation Performance Energétique NBN D habitations, maisons de repos, appartements, EN : bureaux, bâtiments publiques, Wallonie : NBN D habitations, écoles Bureaux: réglementation spécifique 24

13 Flandre EN Très bonne qualité Qualité moyenne qualité Acceptable Mauvaise qualité Classe IDA1 IDA2 IDA3 IDA4 Débit de ventilation (m³/h.pers.) 72 >54 45 (36-54) 29 (22-36) 18 <22 25 Wallonie Exigences de débit de ventilation de base de la réglementation wallonne Sanitaires Bureau individuel Bureau commun Evacuation d'air vicié Amenée d'air neuf 30 [m³/h] par appareil (si fonctionnement continu) 60 [m³/h] par appareil (si fonctionnement intermittent) 2,9 [m³/h.m²] 2,5 [m³/h.m²] Tous les locaux dont on remplace les châssis doivent être pourvus d'ouvertures d'amenée d'air réglables fournissant les débits ci-contre pour une différence de pression de 2 Pa Salle de réunion 8,6 [m³/h.m²] Auditoire, salle de conférence 23 [m³/h.m²] Restaurant, cafétéria Classe Jardin d'enfants 11,5 [m³/h.m²] 8,6 [m³/h.m²] 10,1 [m³/h.m²] 26

14 Réglementation Wallonie: 2.9 m³/h.m² 10 m²/personne 29 m³/h.personne Flandre : m³/h.personne RGPT: 30 m³/h 30 m³/h est le minimum réglementaire 27 Plus d info? PEB Site internet "énergie et climat intérieur" 28

15 Se limiter aux débits minimaux pour un bon confort? Débits de ventilation CEN-rapport CR 1752 (Design criteria for indoor environment ) Single office A B C Geurhinder door CO2 concentratie 36 m³/h.p Low-polluting Non lowpolluting building

16 Débits de ventilation Flandre (EN 13779) : Présumé low polluting building Pas de fumeurs Classe IDA1 IDA2 IDA3 IDA4 Débit de ventilation PPD* (%) ! 33 (*) Predicted Percentage of Dissatisfied 31 Energie Qualité de l air Ventiler coûte toujours de l énergie! Pour réchauffer de l air : ~débit et différence de température Pour envoyer de l air : ~ débit, pression, rendement Qualité de l air = confort = prioritaire Energie = question importante! chercher un compromis 32

17 Bilan énergétique Bureau mal isolé de 20m² Simple vitrage Pas d isolation dans la toiture ou les murs 585 W de perte de chaleur Ventilation 60 m³/h 184 W de perte de chaleur 33 Bilan énergétique Bureau bien isolé de 20m² double vitrage isolation dans la toiture et les murs 157 W de perte de chaleur Ventilation 60 m³/h 184 W de perte de chaleur 34

18 Bilan énergétique Bureau bien isolé de 20m² double vitrage isolation dans la toiture et les murs 157 W de perte de chaleur Ventilation 120 m³/h 368 W de perte de chaleur 35 Comment ventiler?

19 Comment ventiler? Principe 1: débit entrant = débit sortant 37 Comment ventiler? Principe 2 : pulsion, transfert, extraction 38

20 Ventilation naturelle 39 Ventilation naturelle Confort Energie Coût + Flexibilité Place + 40

21 Ventilation mécanique Confort + Energie -/+ Coût - Flexibilité Place - 41 Ventilation mécanique 42

22 Ventilation mécanique 43 Ventilation mécanique 44

23 Ventilation hybride Ventilation mécanique si nécessaire Ventilation naturelle si possible Système basse pression Contrôlé continuellement par un système de régulation 45 Ventilation hybride Fenêtre motorisée comme arrivée d air Avantages: Barre de commande, de contrôle (débit, courant d air,..) Plus grand débit possible pendant la journée (free cooling) Plus grand débit possible pendant la nuit (night cooling) 46

24 Ventilation hybride Air de mauvaise qualité Conso. d énergie supplémentaire 47 Ventilation hybride Confort + Energie 0 Coût 0 Flexibilité + Place + 48

25 49 50

26 Comment ventiler de manière économe en énergie? Ventilation économique 1. Diminuer les débits? Chercher un compromis entre énergie et confort. 30 m³/h.personne est un minimum légal. 52

27 Ventilation économique Ventilateur m³/h Puissance : 8kWatt Diminuer les débit à m³/h fait économiser 63% d énergie m³/ h m³/ h 20 0 % 53 Ventilation économique 2. Diminuer les débits d exploitation (= ventilation à la demande) Moduler le débit d air neuf en fonction de la présence effective des occupants. Outils : Détecteur de présence Sonde CO 2 Horloge (cafeteria, cuisine)... 54

28 Ventilation naturelle / hybride Simple ventilation quand quelqu un est présent 55 Ventilation mécanique 56

29 Ventilation économique 3. Couper la ventilation la nuit et le week-end Heures de bureaux = 50h/semaine... alors qu'une semaine dure 7 x 24 h = 168 h! 57 Ventilation économique 4. Récupérer la chaleur Bâtiment étanche à l air Bilan entre pulsion et extraction 58

30 Récupérateur de chaleur Temperatuur in C Echangeur de chaleur- HR: généralement plus besoin de préchauffage de l air de ventilation Hausse de la température de l air de pulsion grâce à l échangeur de chaleur maandag 28/02/00 0:00 maandag 28/02/00 12:00 dinsdag 29/02/00 0:00 dinsdag 29/02/00 12:00 woensdag 01/03/00 0:00 tijdstip woensdag 01/03/00 12:00 donderdag 02/03/00 0:00 donderdag 02/03/00 12:00 59 Récupérateur de chaleur Echangeur à eau glycolée Séparation de la pulsion et de l extraction Application : hôpitaux Rendement faible 60

31 Récupérateur de chaleur Echangeur à plaques Aucune pièce en mouvement Besoin de beaucoup de place Petite récupération d humidité 61 Récupérateur de chaleur Echangeur rotatif Récupération d humidité Rendement élevé Pièces en mouvement Petite fuite de débit possible 62

32 Récupérateur de chaleur Echangeur à régénération de chaleur Récupération d humidité Rendement élevé Faible chute de pression Besoin de beaucoup de place Coût élevé 63 Récupérateur de chaleur Rendement à 10 C (T / humidité) Rendement à 8 C (T / humidité) Prix (9500 m³/h) Echangeur à eau glycolée 61% 0% 55% 0% Échangeur à plaques 62% 0% 56% 0% Echangeur rotatif Echangeur à régénération 82% 78% 94% 39% 81% 42% 94% 10%

33 Récupérateur de chaleur Economie d énergie hiver Economie d énergie été Consommation d électricité pour le ventilateur Echangeur à eau glycolée Échangeur à plaques Echangeur rotatif Echangeur à régénération Récupérateur de chaleur Choix de l échangeur Application Place Rendement Maintenance 66

34 Ventilation économique 5. Choisir des ventilateurs performants Débit [m³/h] Rendement min. Exigé Rendement min. Conseillé > > > > < % 78 % 75 % 70 % 60 % 82 % 80 % 77 % 72 % 60 % 67 Ventilation économique 5. Choisir des ventilateurs performants Specific Fan Power = quelle quantité d énergie faut-il au ventilateur pour fournir un débit d air déterminé Category SFP1 SFP2 SFP3 SFP4 SFP5 P sfp in W/m³/s < >

35 Ventilation économique Ventilateur m³/h Puissance : 8 kwatt Si rendement des ventilateurs 70% 80% économie de 13% % 80% 20 0 % 69 Ventilation économique 6. concevoir des réseaux sans fuites Conduit rectangulaire à angles droits Classe C Fuites... jusqu'à 50 %! Conduit circulaire Etanche! 70

36 Ventilation économique Ventilateur m³/h Puissance : 8 kwatt Perte de débit de 5% augmente la consommation de 16% m³/ h m³/ h 20 0 % 71 Ventilation économique 7. Choisir des conduits larges Composant Pertes de charge maximales: réseau de pulsion Pertes de charge faibles [Pa] Pertes de charge moyennes [Pa] Pertes de charge élevées [Pa] Conduits Batterie chaude Batterie froide Silencieux Bouche de pulsion Prise d'air extérieur

37 Ventilation économique Ventilateur m³/h Puissance : 8 kwatt Si vitesse dans le conduit principal 6 m/s (1000 Pa) 4 m/s (444 Pa) économie de 46% Pa (6 m/ s) 444 Pa (4 m/ s) 20 0 % 73 Résumé : quelle URE de la ventilation? 1. diminuer le débit nominal (?) 2. diminuer le débit d'exploitation (= ventilation à la demande) 3. couper la ventilation la nuit et le week-end 4. récupérer la chaleur de l'air extrait pour préchauffer l'air neuf 5. choisir des ventilateurs performants 6. choisir des réseaux sans fuites 7. choisir des conduits larges 74

38 Maintenance? Filtre sale Consommation d électricité kwh 75 76

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