introduction à lénergétique du bâtiment tp – ventilation naturelle et mécanisée prof....
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Introduction à l’énergétique du BâtimentTP – Ventilation naturelle et mécanisée
Prof. Kristel de MyttenaereBATir - ULB
Garantir le résultatGérer l’ambiance ext (pollution – bruit)
Possibilité de préchauffer – refroidir – humidifier l’airPossibilité d’installer échangeur de chaleur
Attention consommation énergétique
Gérer l’ambiance ext (pollution – bruit) Possibilité de préfauffer – refroidir – humidifier l’airPossibilité de mettre le bâtiment en surpressionAttention consommation énergétique
Facile à implanterGrilles de ventilation H > 1,8m au dessus corps de chauffeAucune consommation d’énergie
Facile à implanterGrilles de ventilation H > 1,8m au dessus corps de chauffe
Faible consommation d’énergie
Les critères de choix des systèmes de ventilation
Source: Energie+
Dissiper les surchauffes: 2 modes de ventilation
Source: fiche 135
Ventilation par effet du vent
Ventilation par effet du rayonnement solaire
Refroidir: La ventilation
Ventilation hygiénique:1V/h (habitation) ou 30m³/h/personne (Bureau)
Day coolingmax 4V/hVvent 1m/sec > -3°CVvent max 2m/sec
T°ext < 24°C 98% du temps à UccleT°ext > 27°C 40 heures par an
Night cooling:8V/hventilation intensive de nuitmasse pour stocker et différer la fraîcheurmasse apparente (impact sur la flexibilité)
Effet de rafraîchissement ressenti (exprimé en refroidissement
équivalent) dû à la vitesse de l’airSource: « Thermique des immeubles de bureau »
T°int:optimale entre 20 et 24°C95% à 26°C90% à 28°C (max)
Source: AlterClim
Ventilation unilatérale
Débit d’air en m³/sec pour différentes combinaisons de fenêtres en ventilation unilatérale.Source: AlterClim
Ventilation naturelle
NBN D 50-001
La ventilation naturelle est la résultante des « forces de la nature » par opposition à la ventilation mécanique qui exige l’action d’un ou plusieurs ventilateurs.
La ventilation naturelle est due à deux effets combinés :
Le tirage qui apparaît dès qu’il y a des différences de température,Le vent qui crée des pressions sur certaines faces et des dépressions sur d’autres.
LOCAL DEBIT POUR L’AMENEE D’AIR
Living 1 dm³/s par m² de surface au sol (3,6m³/h,m²)Minimum 21 dm³/s (75m³/h)Peut être limité à 42 dm³/s (150m³/h)
Chbr à coucher
1 dm³/s par m² de surface au sol (3,6m³/h,m²)Minimum 7dm³/s (25m³/h)Peut être limité à 10dm³/s et par personne (36m³/h,pers)
Débits de ventilation nominaux pour l’alimentation 1dm³/s = 1 l/s = 3,6 m³/h
Ventilation naturelle
NBN D 50-001 / CSTC Note d’information technique 203, La ventilation des habitations
Détermination du débit d’air à travers les ouvertures
Formule approximative du flux d’air
Q = C.A.(∆P)N [m³/s]
Q = 3600.C.A.(∆P)N [m³/h]
A : ouverture [m²]
∆P : différence de pression [Pa]
N : un exposant dont la valeur varie entre 0,5 et 1,0 :> 0,5 flux turbulent, typique des grandes ouvertures comme les fenêtres> 1,0 flux laminaire, qui apparaît uniquement à travers les petites ouvertures (fissures, …)
C : coefficient de la perméabilité à l’air [m³ / s.(Pa)N.m²] qui indique combien de m³ d’air par seconde traverse une ouverture d’une superficie de 1 m² lorsqu’il règne de part et d’autre de cette ouverture une différence de pression de 1 Pa.
Ventilation naturelle
ADEME Guide d’audit énergétique
Détermination du débit de ventilation naturelle
DEBVENT = [∑(CODEB)] x COPRESS [m³/h]
∑(CODEB) : perméabilité globale du bâtiment sous forme de somme de coefficient du débit,COPRESS : coefficient de pression intégrant l’action du vent et du tirage
CATEGORIE DE FENETRE
Zone 1Iles et sommets en altitude
Zone 2Site côtier et plateaux dégagés
Zone 3Zones urbaines ou suburbaines
IncertaineNormaleAmélioréerenforcée
7,53,41,50,6
6,42,91,30,5
5,92,71,20,45
Valeurs indicatives de BFEN (les catégories « normale », « améliorée » et « renforcée » correspondent aux normes actuelles donc aux fenêtres, neuves ou récentes, la catégorie « incertaine » correspond aux fenêtres d’étanchéité manifestement douteuse
Ventilation naturelle
ADEME Guide d’audit énergétique
Coefficient de pression COPRESS
ZONE 1 : COPRESS = 2,02 + 0,008 x HBATZONE 2 : COPRESS = 1,23 + 0,003 x HBATZONE 3 : COPRESS = 0,92 + 0,005 x HBAT
HBAT : hauteur du bâtiment en mètres
Coefficient de débit CODEB
ORIFICES : CODEB = 3.000 x SORIFSORIF : surface de l’orifice en m²
FENETRES : CODEB = BFEN x SFENSFEN : surface ouvrante en m²
PORTES : CODEB = 8 x SPORTE (mal calfeutrées)
CODEB = 2 x SPORTE (calfeutrées),SPORTE : surface ouvrante en m²
Ventilation naturelle
ADEME Guide d’audit énergétique
Ouvertures parasites
Possibilité de tenir compte des ouvertures parasites en prenant des valeurs simples pour les phénomènes en cause,
Exemple celui d’une porte
Soit une porte ouverte pendant 12 minutes par jour (12 passages dans un sens ou l’autre),
SPORTE = 1,6 m²CODEB = 3.000 x 1,6 = 4.800 (choix de la formule de l’orifice)
Ceci n’ayant lieu que 12 minutes par jour (0,2 h) > augmentation sur la journée (24h) du coefficient de débit égale à :
4800 x 0,2h / 24h = 40
Importance d’un tel coefficient pour, par exemple, le cas d’une maison individuelle en zone urbaine où la porte donnant sur l’extérieur peut opérer fréquemment.
DEBVENT = CODEB x COPRESSDEBVENT = 40 x (0,92 + 0,005 x 8) = 38,4 m³/h
Ventilation intensive mécanique
Intensive: 4 à 8 Volume/heure (hygiénique 1 Volume/heure)Consommation importante des ventilateursPossibilité d’ajouter un appoint de froid mécaniqueDimensionnement pour un renouvellement 10 Volume/heureSection rondes pour diminuer pertes de charges et améliorer l’étanchéitéVitesse de l’air de les conduites max 5-7m/sec (acoustique)Diminution consommation des ventilo en diminuant vitesse de l’air > augmente la taille des conduitesVentilation intensive activée par détecteur de présence, sonde de t° ou horloge
Source: Energie+
Ventilation mécanique
Considérer uniquement la ventilation hygiénique soit 30 m³/h,pers
Q = S.v.3600 [m³/h]
Fig ci-contre : Calcul des conduits d’air
Enoncé
3,5 m
4 m
5 m
Fenêtre [3 m x 1,5 m] Partie ouvrante [0,9 m x 1,5 m]Porte [0,9 m x 2,1 m]
Espace bureau pour deux personnes
Détermination de la surface min pour la ventilation naturelle et mécanique
Alter Clim
Alter Clim
Alter Clim
Alter Clim
Alter Clim
Alter Clim
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Alter Clim
Alter Clim
Alter Clim
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