ventilation simple et contrôlée -...

F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux

Ventilation simple

et contrôlée

Estia SA

Flourentzos Flourentzou

Novembre 2011


1

Pourquoi aérer?

odeurs vapeurs d'eau CO2 gaz, vapeurs, aérosols toxiques

• chaleur extérieure • gains internes

• contact avec la saison • courant d'air par temps chaud

évacuer les polluants

évacuer la chaleur

besoins psychologiques


2

•  4 régimes de ventilation

! Il n’y a pas un régime de ventilation mais 4 très différents selon les conditions climatiques

1.ventilation de base pour éviter les odeurs de renfermé (0.05 h-1 en tout temps)

2. ventilation d'hiver (en fonction des polluants, ~0.3 h-1 )

3. ventilation de mi-saison (libre, 0.3 - 5 h-1)

4. ventilation d'été (min le jour ~0.3 h-1, max la nuit 5-10 h-1)

jan fev mar avr mai juin juil août sept oct nov dec

4-5 mois

5-6 mois

2 mois

12 mois


9 règles de la aération " Aère assez pour ne pas étouffer dans ton propre CO2, H2O, COV ou Olf

"  N’aère pas trop. Ça fait mal à l’environnement et à ton porte monnaie

"  Aère juste un peu, même lorsqu’il n’y a personne dans les locaux

"  Fait que l’air balaye tous les locaux du plus propre au plus pollué

"  En été ventile pour l’été, en hiver pour l’hiver et à mi-saison comme tu veux

" Contrôle le niveau neutre où tu le veux toi plutôt qu’où le veut le hasard

" Maîtrise les infiltrations au lieu de laisser le vent le faire à ta place

" Méfie toi des ventilateurs mal entretenus et des fenêtres malmenées

" Apprend l’art d’ouvrir la fenêtre (laquelle, quand et combien)


Une personne a besoin:

• 0 • 1000 • 2000 • 3000 • 4000 • 5000

• 00:00 • 02:00 • 04:00 • 06:00 • 08:00

• 0

• 500

• 1000

• 1500

• 00:00 • 02:00 • 04:00 • 06:00 • 08:00

! d’ouvrir la fenêtre au bout de 2 ! heures dans une pièce de 36 m" fermée hermétiquement

•  Aère assez


•  Aère assez

•  ! Ou tous les 3-5 heures avec une fenêtre non étanche

• 0

• 500

• 1000

• 1500

• 2000

• 2500

• 00:00 • 02:00 • 04:00 • 06:00 • 08:00

• 0

• 500

• 1000

• 1500

• 2000

• 00:00 • 02:00 • 04:00 • 06:00 • 08:00

• source: égokiefer


•  Aère assez

! Mais aussi une fois par jour avec entrée autoréglable


• 0

• 500

• 1000

• 1500

• 2000

• 00:00 • 02:00 • 04:00 • 06:00 • 08:00

! Ou jamais(?) avec une ventilation mécanique de 15 m"/h


•  N’aère pas trop

! Une fenêtre entrouverte perd 600W avec le radiateur allumé et 500W avec le radiateur éteint.

• 0

• 200

• 400

• 600

• 800

• 00:00 • 02:00 • 04:00 • 06:00 • 08:00

• W


•  N’aère pas trop

! Les installations de ventilation des années 80 sont dimensionnées pour 2-5 renouvellements d’air


9

•  Besoins d’air neuf par personne selon SIA 382/1

Logement

30 (15) m3/h

0

0

0.2 h-1

1-3 h-1

! Stratégie pour évacuer la chaleur par les fenêtres

Air neuf par personne

Chauffage - refroidissement

Diffusion des polluants

Renouvellement de l’air

Evacuation de la chaleur

Ecole

30 (25) m3/h

0

0

0.2 h-1

2-4 h-1

Bureau

36 m3/h

0

0

0.2 h-1

2-4 h-1

! Minergie: pas de débit supplémentaire pour chauffage ou froid

! Stratégie pour le renouvellement de l’air hors utilisation


•  Méfie toi des installations mal maintenues

! Les installations de ventilation peuvent être belles et performantes mais aussi laides, sales et énergivores


•  Aère juste un peu tout le temps

•  ! Une petite aération continue de 1-2 renouvellements par jour empêche les locaux d’accumuler les polluants


• 200 • 400 • 600 • 800 • 1000 • 1200

• 00:00 • 04:00 • 08:00 • 12:00 • 16:00 • 20:00 • 00:00

• 0 • 500 • 1000 • 1500 • 2000 • 2500

• 00:00 • 04:00 • 08:00 • 12:00 • 16:00 • 20:00 • 00:00


• Ouvre la fenêtre

! 66% des bâtiments sains sont ventilés naturellement, 67% des bâtiments malsains mécaniquement

Low BSI group High BSI group Yes Partly No Yes Partly No Operable windows 86% 14% 0% 52% 14% 34% Airless recommendations for ventilation 60% 40% 0% 13% 56% 25% Airless recommendations for heating 46% 54% 0% 19% 44% 31% Ventilation system Natural Mech. Hybrid Natural Mech. Hybrid 47% 33% 19% 19% 67% 14%

0

5

10

15

20

-0.4-0

0-0.4

0.4-0.8

0.8-1.2

1.2-1.6

1.6-2

2-2.4

2.4-2.8

2.8-3.2

3.2-3.6

3.6-4 4-

BSI

0%

20%

40%60%

80%

100%

66 office buildings 98 multi-family dwellings in 9 European countries , 22 in Switzerland, half of them Minergie Projet Hope © Prof Roulet EPFL


13

•  Principe de fonctionnement du système simple flux

a.  Entrée de l’air sans traitement en façade.

b.  Balayage de l’espace habitable de la pièce la plus propre à la pièce la plus polluée (nécessité de passages de transfère).

c.  Evacuation par des grilles de sortie d’air dans les canaux de ventilation.

d.  Extracteurs statiques ou ventilateurs.

e.  Eventuellement récupération sur les rejets de chaleur.

Source www.aereco.fr


14

•  Avantages et points sensibles

avantages #  simplicité du système

#  coût faible (300-1500 fr/lgt au lieu de 6000 à 12000 pour le double flux)

#  pas de travaux induits en rénovation pour le passage des gaines

#  besoin de maintenance faible

#  consommation d’électricité pour déplacer l’air faible

#  moins de risques de polluer l’environnement intérieur par le système (saleté, bruit)

points sensibles

#  pas de récupération de chaleur directe

#  risque de courants froids

#  puissance de chauffage plus élevée par pièce

#  certains locataires bouchent les entrées d’air

#  risque de sur-ventilation si le débit n’est pas réglable au besoin


15

•  Quand le simple flux est nettement préférable

lorsque #  Une hausse de loyer supplémentaire de 20 à 50 CHF par mois n’est pas

admissible.

#  Un investissement supplémentaire de 50 à 120 CHF/m2 pour la ventilation n’est pas acceptable

#  Les travaux induits pour le passage des gaines sont inacceptables

#  L’énergie primaire électrique supplémentaire pour le transport de l’air est proche ou supérieure à l’énergie primaire récupérée en chaleur


16

•  Quand le simple flux n’est clairement pas le bon choix

lorsque #  Le débit de dimensionnement d’air neuf selon la SIA 382/1* dépasse 6 m3/

m2h ou lorsque la densité d’occupation dépasse 24 personnes par 100 m2 (une salle de conférence, une cellule de prison, un lieu de rassemblement, un bureau paysage dense)*

#  Le bruit extérieur traversant une bouche d’entrée d’air n’est pas admissible**.

#  L’air extérieur est très pollué en poussières PM10 ou NO2***

#  Il n’y a pas d’alternative autre que le préchauffage de l’air pulsé par une échangeur de chaleur pour respecter l’obligation de récupérer**** la chaleur de l’air extrait.

* Débit de dimensionnement d’air neuf selon SIA 382/1: 25 à 36 m3/h par personne

** Bruit incident sur la fenêtre > 45 dB(A) le jour ou 55 dB(A) pendant la nuit et une atténuation acoustique n’est pas possible

*** Selon SIA 382/1 les valeurs d'immiscion dépassent de plus de 50% les valeurs limite OPAIR, soit une valeur annuelle moyenne de 30 mg/m3 pour les PM10 et 45 mg/m3 pour le NO2 ou une valeur pic de moyenne journalière supérieure à 75 mg pour les PM10 et 150 de mg/m3 pour le NO2.

**** Obligation de récupérer la chaleur sur un système de ventilation si la somme des débits d’extraction dépasse 1000 m3/h pour Ge, Ne, Fr,et 2500 m3/h pour Vd et Vs (avec plus de 500 h de fonctionnement pour tous les cantons).


17

• a. Entrées de l’air


"  Fenêtre

"  Entrée simple

"  Entrée autoréglable

"  Entrée thermostatique

"  Entrée hygroréglable

Source www.anjos.fr, www.helios.fr


18

•  b. Passages de transit de l’air

1 cm sous la porte de pièces de séjour

2 cm sous la porte des pièces humides

Dispositifs pour besoins spéciaux

chicane absorbante (Hôtel Guesthouse)

grille salle de bains (Hôtel Guesthouse)

! Généralement un détalonnement des portes suffit pour le logement


19

hygr

orég

labl

es

ww

w.a

erec

o.fr

quel

conq

ues

ww

w.b

ricod

epot

.fr

•  c. Bouches d’extraction

"  Simples

"  Avec détecteur de présence

"  Hygroréglables vent. naturelle

"  Hygroréglables vent. mécanique

"  Avec contrôle CO2

"  Avec détecteur d’agitation



20

•  Bouches d’extraction: hygroréglables

"  Augmente et réduit le débit d’air neuf (ANF) selon le besoin en 30s

"  L’adaptation du débit est conforme aux prescriptions de la SIA382/1 pendant et hors utilisation de chaque pièce individuellement

"  Lorsque l’air est trop sec il réduit automatiquement le taux de ventilation conformément à la SIA 382/1 et 2023

Source image www.aereco.fr


21

•  Modulation du débit selon le besoin: autres avantages

+ -

Occupation JOUR Occupation NUIT

! modulation du débit en fonction du besoin propre de chaque pièce Source: Cisbat 2009, Savin, Flourentzou, Insitu measurements for humidity sensitive ventilation in Minergie Buildings


22


! modulation du débit en fonction de besoins propres des logements Source: Cisbat 2009, Savin, Flourentzou, Insitu measurements for humidity sensitive ventilation in Minergie Buildings

Ventilation fixe Ventilation hygroréglable


23


! équilibre le débit d’air sur la colonne Source: Cisbat 2009, Savin, Flourentzou, Insitu measurements for humidity sensitive ventilation in Minergie Buildings

Ventilation hygroréglable

Ventilation fixe


24

•  Modulation du débit selon le besoin

Nb de pièces 1 à 1 1/2 40 m2

2 à 2 1/2 60 m2

3 à 3 1/2

80m2

4 à 4 1/2 95 m2

5 à 5 1/2 110 m2

Débit SIA m3/h 36

60

70

90

100

120

135

150

170

Nb de pers. SIA

1

1

2

2

3

3

4

4

5

Débit moy.* hygro m3/h

23.9

40.0

45.5

47.4

73.6

* Débit simulé avec logiciel SIREN avec occupation selon 2024 et densité moyenne 46m2/personne (données OFS) pour zone climatique Zürich. (moyenne débit thermiquement actif 0.6 m3/m2h).

+ -


25

•  e. système d’extraction (dans le logement) Source www.aereco.fr

effet de cheminée hybride mécanique individuelle mécanique répartie mécanique collective consommation électrique nulle

maintenance très faible

robuste

pas cher surtout en rénovation

mais…

risque de refoulement

débit faible en été et mi-saison

place important en construction neuve

consommation électrique très faible

maintenance faible

robuste

pas cher

Idéale pour la rénovation

mais…

pas de récupération possible

place importante en construction neuve

réglage individuel

Idéal pour villa

mais…

maintenance par logement en collectif

ventilateur dans le logement

récupération difficile

système simple

Impression de meilleur contrôle dans pièces humides

mais…

un ventilateur par pièce humide, pas d’aération en continu

bruyant

pas conforme aux prescriptions SIA 382/1

pas de récupération possible

système centralisé

possibilité de récupération pour préchauffage ECS

mais…

encombrement de la toiture ou des combles

plus cher en rénovation


26

•  Système d’assistance au tirage thermique

Consommation électrique spécifique 0.05 W/m3/h à pleine charge (16W pour 300 m3/h)

2000 à 3000 heures par année sans consommation électrique


27

•  Ventilateurs

Ventilateur à courant continue (jusqu’à 50% de consommation en moins

Ventilateur dimensionné juste

Ventilateur à pression constante et vitesse variable (économies en charge réduite, auto-équilibrage du réseau)

Pression la plus basse possible (par exemple 10 Pa avec utilisation de grilles pour ventilation naturelle)

collectif

individuel

! Valeur cible 2023: 0.32 W/m3/h

! Ventilateur individuel aereco: 11 W pour 80 m3/h soit 0.16 W/m3/h


28

•  Stratégies d’économie d’énergie

" Réduire les puissances électriques pour le déplacement de l’air (pertes de charge - cible 10 Pa, ventilateurs performants - cible < 0.2 W/m3/h, vitesse variable)

" Moduler le débit d’air en fonction du besoin (~0.4 m3/m2h hors utilisation, ~0.8 m3/m2h en utilisation)

"  Récupérer l’énergie pour préchauffer l’eau chaude sanitaire ou pour chauffer une partie du bâtiment (cible COP 5.5 pour Teau 35°C)

" Réduire aussi l’énergie grise du système


29

•  Puissances et consommations électriques du ventilateur

hybride Mécanique individuel

Mécanique collectif

Double flux selon Minergie

1500 h 0W 3500h 2.7W 3760h 5.3W Moyenne 0.027 W/m3h

4380 h 12W 4380 h 6W Moyenne 0.1 W/m3h

4380 h 18W 4380 h 12W Moyenne 0.16 W/m3h

8760 h 29W Moyen. 0.32 W/m3h

Conso./an: 29 kWh (0.32 kWh/m2a)




Par logement. Ref 90m2 (SRE), 3 pièces, 2 personnes

! Les forfaits automatiques de la feuille Minergie sont pessimistes pour le simple flux, surtout pour les ventilateurs avancés.


30

•  Récupération de chaleur: à tenir compte

"  Quelle est le facteur d’énergie primaire de chaleur récupérée?

"  Quelle est la quantité d’électricité nécessaire pour récupérer la chaleur?

"  Est-ce que la quantité de chaleur récupérée peut être utilisée à tout moment?

"  Est-ce que la récupération de chaleur n’entre pas en conflit avec un autre système de production d’énergie écologiquement plus performant? (ex. incompatibilité avec capteurs solaires pour le préchauffage de l’ECS).


31

•  Risques de courants froids: erreurs à éviter

"  Attention aux entrées d’air non réglables.

"  Eviter les entrées d’air sans déflecteur vers le haut.

"  Eviter d’installer un extracteur à débit constant (risque de déséquilibrage en cascade si un bouche les grilles).

"  Attention si portes fenêtres peu étanches, dans logements traversant (bise).

"  Poser les entrées de l’air en hauteur.

"  Ne pas mettre des entrées d’air, mettre des fenêtres aérantes, ou enlever les joints des fenêtres ne sont pas de solutions.

! besoin d’une mise en œuvre selon les règles de l’art


32

•  Risques de courants froids

! pour une mise en œuvre correcte les risques de courant sont faibles

23°C

21°C

17°C

Observations:

"  sur 62 logements 3 doléances de courants froids au lieu de 35% avant rénovation

"  scotch sur les entrées d’air autant que dans immeuble avec double flux

"  risque plus élevé si porte-fenêtre, peu étanche, orientée nord dans logement traversant (cumulation de causes)


33

•  Ecobilan des systèmes avec chauffage au gaz


34

•  Ecobilan des systèmes: comparaison chauffage mazout et PAC Mazout # 0.85 Mazout # 0.85

PAC - COP 4.5 PAC - COP 4.5


35

Fondations Immobilières de Droit Publique architecture plurielle, estia SA 4’000 m2 de surface brute

62 logements

Rénovation totale:

4 millions CHF soit 64’500 CHF/lgt

Travaux:

- Réfection du logement au mêmes standards

- Isolation de l’enveloppe

- Transformation du système de ventilation en extraction par effet de cheminé hygroréglable

- Remplacement de la production de chaleur

- Remplacement des distributions d’eau

•  Exemple Lancy 1-3 Carouge


36

•  Exemple : transformation du système existant par tirage thermique

Avant Après 1.  Suppression du conduit d’amenée d’air dans les pièces humides

2.  Nettoyage des conduits d’extraction

3.  Installations de bouches d’entrée d’air sur les fenêtres et des bouches d’extraction

4.  Installation éventuelle d’un système d’assistance au tirage

! transformation d’un système de ventilation des pièces humides en système de ventilation par balayage total.


37

•  Exemple: détails des fenêtres


38

•  Exemple: Ventilation (débit nominal 4’120 m3/h)

Avant Après

Epiqr hygrogréglable Epiqr double flux projet Lancy 1-3

67’440 581’700 22’927

1087 CHF/lgt 9’382 CHF/lgt 370 CHF/lgt


39

•  Exemple: Ventilation hybride - Lamartine 20 Genève (CEH - Estia SA)


40

•  Exemple: Bâtiment neuf à Russin (immeuble 12 logement + 2 villas)


41

•  Exemple: Salle de gymnastique Borex et Crassier


42

•  Conclusions #  Il est possible d’atteindre les objectifs de haut standard énergétique avec

d’autres sratégies que par la récupération de chaleur.

#  La récupération de chaleur n’est qu’un des 4 moyens de réduire la consommation d’énergie de ventilation

#  Il existe aujourd’hui des systèmes sobres simple flux avec débit thermiquement actif de 0.6 m3/m2h et consommation d’électricité zéro ou quasi zéro.

#  Le système de ventilation simple flux controlé est composé d’une ouverture d’entrée et une ouverture de sortie contrôlée avec pour moteur de ventilation l’effet de cheminé.

#  Le système peut se complexifier avec un moteur de ventilation et des conduites de passage de l’air.

#  Il faut compter dans le bilan de ventilation le débit qui circule inutilement, la consommation électrique, les fuites de ventilation, le débit supplémentaire engendré par l’utilisation et l’énergie grise.

#  Il y a des systèmes qui brassent de l’air et d’autres qui le pompent. Mais il faut toujours une fenêtre pour prendre de l’air

ventilation simple et contrôlée -...

Documents