Upload
dinhhuong
View
225
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
Ventilation simple
et contrôlée
Estia SA
Flourentzos Flourentzou
Novembre 2011
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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)
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
• 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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
• Aère assez
! Mais aussi une fois par jour avec entrée autoréglable
• source: égokiefer
• 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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
• 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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
• N’aère pas trop
! Les installations de ventilation des années 80 sont dimensionnées pour 2-5 renouvellements d’air
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
• Méfie toi des installations mal maintenues
! Les installations de ventilation peuvent être belles et performantes mais aussi laides, sales et énergivores
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
• Aère juste un peu tout le temps
• ! Une petite aération continue de 1-2 renouvellements par jour empêche les locaux d’accumuler les polluants
• source: égokiefer
• 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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
• 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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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).
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
17
• a. Entrées de l’air
Source www.aereco.fr
" Fenêtre
" Entrée simple
" Entrée autoréglable
" Entrée thermostatique
" Entrée hygroréglable
Source www.anjos.fr, www.helios.fr
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
Source www.aereco.fr
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
22
• Modulation du débit selon le besoin: autres avantages
! 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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
23
• Modulation du débit selon le besoin: autres avantages
! 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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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).
+ -
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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)
Conso./an: 79 kWh (0.88 kWh/m2a)
Conso./an: 131 kWh (1.5 kWh/m2a)
Conso./an: 254 kWh (2.8 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.
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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).
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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)
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
33
• Ecobilan des systèmes avec chauffage au gaz
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
34
• Ecobilan des systèmes: comparaison chauffage mazout et PAC Mazout # 0.85 Mazout # 0.85
PAC - COP 4.5 PAC - COP 4.5
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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.
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
37
• Exemple: détails des fenêtres
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
39
• Exemple: Ventilation hybride - Lamartine 20 Genève (CEH - Estia SA)
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
40
• Exemple: Bâtiment neuf à Russin (immeuble 12 logement + 2 villas)
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
41
• Exemple: Salle de gymnastique Borex et Crassier
F. Flourentzou Nov. 2011 aération simple flux
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