FORMATION BÂTIMENT DURABLE VENTILATION : CONCEPTION ET RÉGULATION PRINTEMPS 2018 Choix du système de ventilation dans le logement François DELSA Sur base de la présentation conçue par MATRIciel
Objectifs de la présentation Quels sont les besoins? A, B, C ou D? Collectif ou individuel? 2
Plan de l exposé Besoins et exigences Systèmes disponibles Système C ou D? Collectif ou individuel? Conclusion 3
Besoins et exigences NBN D 50-001 : 4 systèmes possibles Principe : Amenée d air frais dans les locaux secs (séjour, chambre, ) Transfert d air entre locaux secs et humides Évacuation de l air vicié des locaux humides (wc, sdb, cuisine, ) A Alimentation naturelle Evacuation naturelle B Alimentation mécanique Evacuation naturelle C Alimentation naturelle Evacuation mécanique D Alimentation mécanique Evacuation mécanique (Illustrations : La ventilation mécanique des habitations) 4
Besoins et exigences NBN D 50-001 : ventilation de base Débit nominal : 3,6 m³/h/m² (Illustration : La ventilation mécanique des habitations) 5
Systèmes disponibles Système A : ventilation naturelle Amenée d air frais par des grilles réglables en façade Transfert sous les portes ou par des grilles Evacuation de l air vicié par des conduits verticaux en toiture + Installation simple et peu couteuse + Pas de consommation électrique + Pas de bruit de ventilateur + Très peu d entretien Débits difficilement garantis car fonction du climat (T, vent) Nécessite des conduits verticaux pour assurer un bon tirage Air frais entrant à température extérieur donc confort moindre en hiver Risque de bruit par les grilles d amenée d air et les conduits verticaux Air frais ne pouvant pas être filtré Difficulté pour l apport d air neuf dans une pièce centrale 6
Systèmes disponibles Système B : ventilation par insufflation Amenée d air frais par un ou plusieurs ventilateurs Transfert sous les portes ou par des grilles Evacuation de l air vicié par des conduits verticaux en toiture + Entretien limité + Possibilité de filtrer l air pulsé + Possibilité de préchauffer l air pulsé Peu efficace pour l évacuation dans les pièces humides Nécessite des conduits verticaux pour assurer un bon tirage Consommation plus élevée qu en système C 7
Systèmes disponibles Système C : ventilation par extraction Amenée d air frais par des grilles réglables en façade Transfert sous les portes ou par des grilles Evacuation de l air vicié par un ou plusieurs ventilateurs + Installation simple et flexible à la fois en neuf et en rénovation + Entretien limité + Possibilité de régulation de l extraction selon qualité et/ou présence (C+) + Peu couteux à l exploitation + Possibilité de récupérer l énergie de l air vicié à l aide d une PAC Air frais entrant à température extérieur donc confort moindre en hiver Risque de bruit par les grilles d amenée d air Air frais ne pouvant pas être filtré Difficulté pour l apport d air neuf dans une pièce centrale 8
Systèmes disponibles Système D : ventilation double flux Amenée d air frais par un ventilateur Transfert sous les portes ou par des grilles Evacuation de l air vicié par un ventilateur après récupération de chaleur + Récupération de chaleur (bien plus importante que les consommations électriques des ventilateurs) + Débits contrôlés et pouvant être régulés + Confort plus élevé en hiver + Air frais filtré + Pas de bruit provenant de l extérieur Ne convient pas toujours en rénovation Entretien plus conséquent Installation plus couteuse 9
Systèmes disponibles En règle générale : système C ou D Plus efficace pour ventiler les espaces dits humides Choix en fonction : Possibilités techniques d installer un système plutôt qu un autre Coût d installation VS coût d exploitation Besoin ou non de traiter l air neuf Besoin ou non de filtrer l air neuf Réglementation PEB (ventilation VS isolation) 10
C ou D? Récupération d énergie Système D munis d un récupérateur de chaleur Pertes dues à la ventilation hygiénique : P W = 0,34 q v m 3 h T int T puls K Ex : logement avec 300 m³/h quand il fait 0 C à l extérieur Sans récupération : pertes de 2040 W Avec récupération : pertes de 408 W 11
C ou D? Récupération d énergie Système D, quel type de récupérateur? (Illustration : Salda) (Illustration : Salda + Simple et fiable. + Peu de maintenance. + Pratiquement pas de risque de contamination de l'air frais. Echangeur à plaques Risque de givre par température extérieure basse et par dépassement du point de rosée. Il faut être attentif à la régulation si on souhaite tenir compte du récupérateur pour dimensionner les chaudières et les radiateurs. Perte de charge plus importante, surtout à de grands débits. + Le matériau accumulateur imprégné d'un produit hygroscopique permet les échanges tant de chaleur sensible que d'humidité. + Perte de charge plus faible. + Pas d'évacuation de condensats (sauf parfois comme sécurité). + Encrassement et givrage limité du fait de l'inversion régulière du sens des flux d'air. Echangeur à roue Légère contamination de l'air neuf par l air vicié. 12 Entretien du système d'entraînement.
C ou D? Récupération d énergie Système D, quel type de récupérateur? (Illustration : Salda) (Illustration : Salda) Echangeur à plaques Echangeur à roue Différence de prix? Aucune Récupération d humidité 13
C ou D? Récupération d énergie Système D, quel rendement de récupération? Le rendement d un échangeur à plaques dépend de : La vitesse de l air Le rendement du récupérateur augmente lorsque le débit et la vitesse de l air diminue et que l échange est plus long. L humidité relative de l air (intérieur et extérieur) Comme une part importante de l énergie transmise provient de la condensation de la vapeur d'eau de l'air vicié, plus l air intérieur est humide plus le rendement est élevé. La différence de température intérieure et extérieure Les pertes du ventilateur qui réchauffent l air pulsé L encrassement du récupérateur Le rendement diminue lorsque le récupérateur est encrassé. Les poussières forment une couche isolante. 14
C ou D? Récupération d énergie Système D, quel rendement de récupération? Exemple : Influence du débit et de l humidité de l air intérieur sur le rendement de l échangeur à plaques 15
C ou D? Récupération d énergie Système D, quel rendement de récupération? Exemple : Influence du débit et de la température extérieure de l air sur le rendement de l échangeur à plaques et sur la température de l air neuf pulsé 16
C ou D? Récupération d énergie Système D, quel rendement de récupération? Exemple : Influence du type de récupérateur sur le rendement et sur la température et l humidité relative de l air neuf pulsé 17
C ou D? Récupération d énergie Système C munis d une PAC air-eau sur l air vicié Comme base de chauffage (mais puissance très faible) Pour préparer l eau chaude sanitaire En accumulation (faible puissance nécessaire) Quelle puissance : Si débit de 300 m³/h avec un ΔT de 5K à l évaporateur et un COP @ A20W55 de 4 pour la PAC, alors on pourrait fournir à l eau une puissance de 2040 W (élec : 510W) On récupère une partie des pertes aérauliques (Illustration : Covers) (Illustration : Renson) 18
C ou D? Étanchéité à l air Quel influence dans les pertes aérauliques? P W = 0,34 q v m 3 h T int T puls Combinaison de la ventilation hygiénique et des infiltrations d air K Ça ne veut pas dire que ça n a pas de sens de rendre étanche 19
C ou D? Régulation C C+ Régulation en fonction de sondes (HR, CO 2, COV, présence) Réduction des pertes et des consommations Faible concentration en polluants Débit faible Forte concentration en polluants Débit élevé 20
C ou D? Régulation C C+ Principe : Régulation du débit d extraction selon l occupation Salle de bain, buanderie : détection d humidité Toilettes: détection d humidité Cuisine : détection d humidité + mouvement Les sondes ne régulent pas l amenée d air (Illustration : Renson) 21
C ou D? Régulation C C+ Limite : On régule le débit d air sur base de l occupation des pièces humides. La nuit, le débit d air est minimal de sorte que la qualité de l air n est pas nécessairement garantie dans les chambres Amélioration possible : Extraction supplémentaire dans les chambres (Illustration : Renson) 22
C ou D? Encombrement Exemple : Appartement Chambre Séjour Cuisine Buanderie Chambre Hall SDB WC 23
C ou D? Encombrement Exemple : Appartement avec système D 24
C ou D? Encombrement Exemple : Appartement avec système C+ (sans extraction chambres) 25
C ou D? Encombrement Exemple : Appartement avec système C+ (avec extraction chambres) 26
Collectif ou individuel? Système C Installation collective Installations individuelles 27
Collectif ou individuel? Système D Installation collective Installations individuelles 28
Collectif ou individuel? + Plus facile à mettre en œuvre + Entretien commun donc facilité en locatif + Gain de place dans les appartements + Pas de bruit de ventilateur à l intérieur ± Consommation électrique = charge commune intéressant si production photovoltaïque mais n encourage pas une attitude responsable ± Pas forcément moins cher (organes de sectionnement pour régulation) Installation collective Pas d indépendance par rapport aux pertes de chaleur par l air Régulation moins souple Installations individuelles + Meilleure efficacité énergétique + Maitrise de l installation individuelle et de ses consommations + Régulation libre et facile à mettre en œuvre + Encombrement réparti dans les logements et pas en toiture ± Entretien individuel donc peut-être moins aisé en locatif Encombrement plus important (mais relativement faible néanmoins) Risque de bruit par rapport au ventilateur si 29 installation mal conçue
Collectif ou individuel? Impact énergétique Système D individuel Le ventilateur est réglé pour fournir les débits d air nominaux aux différentes bouches de pulsion. Pour limiter les consommations, on peut prévoir une réduction de la vitesse du ventilateur. Celui-ci fonctionne alors à pression variable et le débit peut varier à chaque bouche de pulsion. Ceci étant acceptable pour un même logement compte tenu de la taille limitée du réseau de distribution. 30
Collectif ou individuel? Impact énergétique Système D collectif Le ventilateur doit toujours travailler à pression constante pour pouvoir assurer les débits dans chaque appartement. Pour limiter les consommations, on peut prévoir des éléments de régulation pour réduire la vitesse du ventilateur. Si un clapet se ferme, le ventilateur diminue sa vitesse pour conserver la pression constante dans le réseau et ainsi maintenir le débit d air constant dans les autres appartements. 31
Collectif ou individuel? Impact énergétique Puissance aéraulique : débit x différence de pression Individuel Pertes de charges totales Pertes de charges internes (ventilateur) Pertes de charges externes (réseau) Collectif Pertes de charges totales Pertes de charges internes (ventilateur) Pertes de charges externes (réseau) 32
Collectif ou individuel? Impact énergétique Consommation d électricité Scenario de régulation Régulation Durée d utilisation annuelle Régime de fonctionnement Puissance absorbée Consommation électrique Collectif Débit non régulé 100% de 8760h 100% du débit nominal 48 W + 52 W 876 kwh/an 10% 100% 48 W + 52 W 88 Collectif Débit régulé 50% 66% 28 W + 26 W 237 30% 33% 10 W + 10 W 53 10% 0% 0 W 0 378 kwh/an 10% 100% 36 W + 34 W 61 Individuel Débit régulé 50% 66% 13 W + 12 W 109 30% 33% 4 W + 4 W 21 10% 0% 0 W 0 191 kwh/an 33
Collectif ou individuel? Impact énergétique Consommation d énergie primaire (kwh/m²/an) Appartements passifs! Système D individuel Débit régulé Système D collectif Débit régulé Système D collectif Débit non régulé Système C individuel Débit régulé 34
Ce qu il faut retenir de l exposé Privilégier le système C+ ou D Efficacité de ventilation des espaces humides Privilégier une récupération d énergie Système D avec récupérateur de chaleur Système C+ avec PAC air-eau sur l air extrait Privilégier le système D en individuel Efficacité énergétique Facilité de régulation Et toujours une bonne étanchéité à l air 35
Références Guide Bâtiment Durable : Guide Bâtiment Durable: www.guidebatimentdurable.brussels Thème ENERGIE Dossier Concevoir un système de ventilation énergétiquement efficace Thème BIEN-ÊTRE, CONFORT ET SANTÉ Dossier Assurer le confort respiratoire 36
Outils, sites internet, etc intéressants : NBN D 50-001 Dispositifs de ventilation dans les bâtiments d habitation La ventilation naturelle des habitations www.cifful.ulg.ac.be/images/stories/guide_ventil%20nat_2003.pdf Réalisé par le Centre interdisciplinaire de formation de formateurs de l'université de Liège (CIFFUL) en collaboration avec DGTRE (DGO 4 et 6) et le FFC. La ventilation mécanique des habitations Energie + www.cifful.ulg.ac.be/images/stories/guide_ventil%20meca_2004.pdf Réalisé par le Centre interdisciplinaire de formation de formateurs de l'université de Liège (CIFFUL) en collaboration avec DGTRE (DGO 4 et 6) et le FFC. www.energieplus-lesite.be Réalisé par la cellule de recherche Architecture et Climat, Faculté d'architecture, d'ingénierie architecturale, d'urbanisme (LOCI), Université catholique de Louvain (Belgique), avec le soutien de la Wallonie - DGO4 37
Contact François DELSA Ingénieur projet Coordonnées : +32 4 226 91 60 E-mail : info@ecorce.be 38