Remplacement des chaudières dans les immeubles d appartements Xavier Kuborn 7 octobre 2014 Avec le support de la guidance technologique éco-construction et développement durable de la Région de Bruxelles-Capitale subsidiée par l Institut Bruxellois pour la Recherche et l Innovation (InnovIRIS) 2/10/2014 - Page 1
Le nœud du problème : le fonctionnement des chaudières Analyse de la situation : anciens immeubles d appartements Les solutions pour le remplacement des chaudières L évolution des chaudières Les conduits de fumée 2
Le local d installation et le conduit de fumée doivent être adaptés à la chaudière La chaudière produit de la fumée La chaudière utilise de l air comburant NBN B 61-002 Le local doit être ventilé 3
Le local d installation et le conduit de fumée sont-ils adaptés à la nouvelle chaudière? Le conduit de fumée est-il compatible? Le tirage est-il suffisant? Comment assurer l amenée d air comburant? La ventilation est-elle suffisante? 4
Les conséquences d un mauvais fonctionnement peuvent être graves Un défaut d air comburant et une mauvaise évacuation de la fumée peuvent dégrader la qualité de la combustion et provoquer des intoxications au CO. 5
Les conséquences d un mauvais fonctionnement peuvent être graves Une ventilation trop faible ne permet pas d évacuer l humidité et les odeurs. Le climat intérieur peut se dégrader, avec apparition de condensation et prolifération de moisissures. 6
1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local 7
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Analyse de la situation Immeubles en ville alimentés en gaz naturel Chaudières atmosphériques (type B) Raccordées à une cheminée, généralement en tirage naturel Coupe tirage (+ sécurité anti-refoulement) 9
Analyse de la situation Conduits de fumée maçonnés, individuels et collectifs 10
Analyse de la situation Inspection préalable des conduits pour : vérifier leur état connaitre leur configuration (coudes, ) vérifier la correspondance appartement/débouché vérifier le type d appareil raccordé (surprises!) Fumée? 1? Ventilation? 2? 11
1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local 2) Déterminer les caractéristiques du conduit et des raccordements 12
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Les appareils récents sont plus performants et plus sûrs Les nouvelles chaudières à condensation sont plus performantes et moins polluantes. En 30 ans, 30% pour le rendement et 70% pour les polluants Les nouvelles chaudières sont étanches (prise d air extérieure). Le risque de refoulement et d intoxication au monoxyde de carbone est limité Les chaudières sont raccordées à des conduits d évacuation spécifiques 14
Une chaudière à condensation est toujours plus performante (qu une autre chaudière) Des échangeurs de chaleur résistants à la corrosion permettent le refroidissement de la fumée jusqu à condensation de la vapeur d eau 15
Une chaudière étanche n interagit pas avec l environnement intérieur d un appartement 16
Les chaudières à condensation sont récentes Les premiers modèles sont apparus au milieu des année 1980. Les ventes ont décollées vers la fin des années 1990. Il existe toujours un marché pour les chaudières sans condensation pour des raisons économiques (et techniques) 17
Le remplacement d un appareil doit être envisagé tôt ou tard Les chaudières à gaz ont une durée de vie comprise entre 15 et 20 ans Dans un immeuble de 1960, les chaudières ont déjà été remplacées La remplacement est effectué en fin de vie ou lorsqu une évolution technique le justifie 18
En résumé : les anciennes chaudières atmosphériques sont dépassées Non-étanche, rendement <80% 250 C dépression Tirage naturel, non résistant à la condensation Flux permanent, même hors service risque de refoulement ON/OFF ou faible modulation Air prélevé dans le local d installation 19
En résumé : les chaudières étanches à condensation sont bien plus performantes Etanche, rendement jusqu à 107% <70 C Dépression ou surpression Air comburant prélevé à l extérieur Large plage de modulation : 30-100% 20
1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local 2) Déterminer les caractéristiques du conduit et des raccordements 3) Opter, si possible, pour une chaudière à condensation 21
mais leur raccordement nécessite la rénovation du conduit de fumée maçonné La diminution de la température de la fumée (250 C 30-70 C) réduit le tirage thermique et augmente le risque de condensation. La réduction du tirage peut être compensée mécaniquement. Le conduit doit être étanche pour limiter les fuites (surpression) ou infiltrations (dépression) La condensation nécessite l utilisation de matériaux adaptés et un dispositif d évacuation des condensats. 22
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Les anciens conduits maçonnés sont mal adaptés aux appareils modernes Ils sont conçus pour le tirage naturel (faible dépression) et les températures de fumée élevées Ils ne sont pas étanches : fuites en cas de surpression infiltrations en cas de dépression Ils sont incompatibles avec la condensation Source : ARGB 24
Les anciens conduits maçonnés sont mal adaptés aux appareils modernes Ils doivent généralement être abandonnés ou tubés Tubage : rigide, flexible, thermo-durcissant En fonction du conduit maçonné existant (longueur, dévoiements, ) et du budget Source : Poujoulat Source : Ecothermia 25
Le tubage doit être stabilisé dans l ancien conduit maçonné Source : Muelink Le tubage est maintenu mécaniquement par des accessoires de soutien, des espaceurs, Le tubage doit être stable pour éviter les contacts avec la trémie, les contacts entre conduits, les contre-pentes, 26
L ancien conduit maçonné joue le rôle de gaine technique/trémie La trémie doit être propre, sèche, éventuellement ventilée et ne peut contenir d autres éléments : descentes d eau, conduites de gaz, câbles électriques, (NBN B 61-002) 27
Les conduits de fumée doivent être adaptés aux caractéristiques des chaudières Leur diamètre est calculé selon la puissance de chauffe Un marquage permet de connaître leur domaine d utilisation T max de service Résistant aux condensats Résiste au feu de cheminée, doit être placé à 50mm d un matériau combustible EN13063-2 T200 P1 W 1 G50 Conduit Inox Convient pour le gaz Adapté pour la surpression 28
1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local 2) Déterminer les caractéristiques du conduit et des raccordements 3) Opter, si possible, pour une chaudière à condensation 4) Rénover le conduit pour qu il soit compatible avec la chaudière 29
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Les possibilités de rénovation dépendent du type d immeuble Hauteur, nombre de façades, proximité d autres bâtiments, Position de l espace d installation par rapport aux façades 31
Remplacement d appareils raccordés sur des cheminées individuelles maçonnées Concerne d avantage les bâtiments peu élevés : difficulté technique Propriétaire unique : prise de décision plus rapide Pas d interaction entre appareils : choix technique plus simple 32
Remplacement d appareils raccordés sur des cheminées individuelles maçonnées Choix de la solution selon la place disponible et le tracé du conduit C 5 C 9 C 3 concentrique, dissocié Possibilité de ventilation de l appartement et amenée d air comburant via l espace entre le conduit et la gaine maçonnée 33
Remplacement d appareils raccordés sur des cheminées individuelles maçonnées Pour assurer l amenée d air comburant, la section libre doit être au moins 1,5 x plus grande que la section utile d évacuation de la fumée (Syllabus Cerga) 34
Remplacement d appareils raccordés sur des cheminées individuelles maçonnées La mise en œuvre du remplacement d un appareil ne peut endommager le conduit de fumée d un autre appareil ou perturber son bon fonctionnement 35
Remplacement d appareils raccordés sur des cheminées collectives maçonnées Concerne d avantage les grands immeubles : difficulté technique Beaucoup d appareils raccordés et risque d interaction : choix technique délicat Nombreux propriétaires 36
Remplacement d appareils raccordés sur des cheminées collectives maçonnées Le tubage concerne tous les appareils raccordés simultanément Tubage réduction de la section disponible «non tubée» Tubage impossible de garantir le tirage des appareils «non tubés» Section non-tubée Problème technique et socio-économique 37
Remplacement d appareils raccordés sur des cheminées collectives maçonnées Socio-économique : Parfois plus de 100 appartements/immeuble Revenus modestes Certains appareils sont neufs (conformes ou non!) Technique : Conduit shunt de plus de 50m avec dévoiements Jusqu à 12 appareils par conduit (parfois d avantage!) 38
Principe général de prévention incendie Les traversées d éléments de construction (parois, murs, planchers) résistants au feu ne peuvent affaiblir la résistance au feu de l élément de construction. Exigence réglementaire pour les bâtiments neufs (après A.R. 1994) Règle de bonne pratique pour les bâtiments antérieurs La trémie constitue potentiellement une paroi résistante au feu! 39
Mise en œuvre de la traversée pour des appareils étanches (type C) Rigide et incombustible Rigide et incombustible Ø 125mm Pas d exigence Laine de roche 40
Mise en œuvre de la traversée pour des appareils étanches (type C) Rigide et incombustible Rigide et incombustible Ø 80mm 40mm Pas d exigence Laine de roche 41
Classe de résistance au feu de la traversée Exigence E30 : Paroi de la gaine technique EI60 Paroi extérieur des conduits incombustible inox, alu, Exigence E60 : Paroi de la gaine technique EI120 Paroi extérieur des conduits incombustible + T fusion > 727 C inox, 42
Importance du resserrage à la laine de roche Resserrage sur toute la longueur de la traversée Laine de roche bien comprimée Ø percement = Ø conduit + (20-50mm) 43
Un tubage par appareil dans la trémie Chaudière sans coupe-tirage : le débit de fumée à évacuer Fumée en surpression : le débit de fumée pour même diamètre Exemple : Appareil Tirage (Pa) Diamètre (mm) B 11-3 130 C 5 +250 60 44
Placer des conduits de 60mm dans un ancien shunt de 200x200mm En théorie 9, en pratique 4? Pour un même tirage, le diamètre du conduit si sa longueur 45
Placer des conduits de 60mm dans un ancien shunt de 200x200mm C 5 C 9 C 3 concentrique, dissocié Possibilité de ventilation de l appartement et amenée d air comburant via l espace entre le conduit et la trémie 46
Interaction et recirculation entre débouchés en toiture Une distance minimale doit être respectée entre un débouché de conduit de fumée et une ouverture d amenée d air Facteur de dilution (NBN B 61-002) : P = 20kW h = 0,1m L > 5,5m! 47
Interaction et recirculation entre débouchés en toiture L > 5,5m Soit uniquement des débouchés de fumée Soit des dispositifs spécifiques pour plusieurs conduits Source : Muelink 48
L ensemble des appareils est raccordé à un nouveau conduit collectif Le nouveau conduit est situé : dans l ancien conduit maçonné remplacement simultané dans une nouvelle trémie en façade «possibilité» d utiliser simultanément l ancien et le nouveau conduit pour étager les remplacements 49
L ensemble des appareils est raccordé à un nouveau conduit collectif Appareils de type C 4 Variantes selon le raccordement concentrique ou dissocié (CLV, 3CE) 50
L ensemble des appareils est raccordé à un nouveau conduit collectif Appareils de type C 8 Le diamètre du conduit placé en trémie est plus petit 51
Autre possibilité : ventouse Appareils de type C 1 Raccordement direct en façade Conduits concentriques ou dissociés 52
Autre possibilité : ventouse Accessibilité pour placement? Règlements d urbanisme? Facteur de dilution (p/r amenée d air, fenêtres)? Endommagement des façades par la fumée? 53
Autre possibilité : ventilateur d extraction Installation d un ventilateur d extraction au sommet du conduit Solution de la «dernière chance» : Pour sécuriser un conduit avec un tirage défaillant Pas d appareils à condensation (au mieux à haut rendement) Perte thermique par ventilation (fonctionnement continu du ventilateur) 54
Autre possibilité : ventilateur d extraction Problème d équilibrage des débits : diaphragme sur chaque conduit de raccordement Dépression importante et infiltration dans le conduit + déséquilibre Dispositif obligatoire de sécurité collectif 55
Autre possibilité : production centralisée Chaufferie généralement située en toiture (en rénovation) évacuation de la fumée simplifiée 56
Autre possibilité : production centralisée Unité satellite en remplacement d une chaudière. Par exemple : logotherm, collindi, SATK 57
Passage du chauffage individuel vers collectif : quelques points d attention Colonne d eau et pression statique Thermosiphon et dimensionnement du circulateur Dimensionnement des vases d expansion (automatique) Ancienne cheminée = gaine technique? Impossible si les chaudières individuelles restent opérationnelles durant les travaux 58
Existe-t-il des solutions alternatives aux chaudières à gaz? Les chaudières à gaz présentent de nombreux avantages : fiables, bon marché, puissance toujours disponible, D autres systèmes sont potentiellement plus performants et plus écologique : géothermie, pompe à chaleur, cogénération, solaire, Ils sont actuellement plus chers et plus complexes à mettre en œuvre 59
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