Améliorer la ventilation naturelle
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Roger Cadiergues<br />
Améliorer <strong>la</strong><br />
venti<strong>la</strong>tion<br />
<strong>naturelle</strong><br />
L15. SOMMAIRE<br />
1. Les phénomènes de base p. 3<br />
1.01. Les deux c<strong>la</strong>sses de problèmes<br />
1.02. L’action du vent<br />
1.03. L’action du tirage<br />
1.04. La perméabilité à l’air des structures<br />
2. Les opportunités p. 7<br />
Livraison 15 . 16 avril 2009<br />
(prochain livret le 23 avril 2009)
LA COLLECTION DevCad<br />
Livrets des précédentes livraisons :<br />
L00 : AuxiDev (8 janvier 2009) ; L01 : Le développement durable (8 janvier 2009)<br />
L02 : Le cadre DevCad (15 janvier 2009) ; L03 : Les p<strong>la</strong>ns énergétiques (22 janvier 2009)<br />
L04 : L’insertion du so<strong>la</strong>ire (29 janvier 2009) ; L05 : La biomasse énergie (5 février 2009)<br />
L06 : Les productions électriques (12 février 2009)<br />
L07 : La conception du neuf (19 février 2009)<br />
L08 : L’amélioration de l’existant (26 février 2009)<br />
L09 : Les analyses écoénergétiques (5 mars 2009)<br />
L10 : L’éc<strong>la</strong>irage (12 mars 2009)<br />
L11 : Les sources de lumière (19 mars 2009)<br />
L12 : Les calculs d’éc<strong>la</strong>irage (26 mars 2009)<br />
L13 : Améliorer l’éc<strong>la</strong>irage (2 avril 2009)<br />
L14 : Améliorer <strong>la</strong> venti<strong>la</strong>tion générale (9 avril 2009)<br />
Livrets prévus dans les prochaines livraisons :<br />
L17 : Améliorer le bâti (23 avril 2009)<br />
L18 : Améliorer le chauffage (30 avril 2009)<br />
L’ACCES AUX MODULES AuxiDev, ET LEUR UTILISATION SONT GRATUITS,<br />
MAIS N’OUBLIEZ PAS, AUPARAVANT, DE VOUS INSCRIRE<br />
La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part que les<br />
«copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation<br />
collective», et d’autre part que les analyses et courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration<br />
«toute reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses<br />
ayants droit ou ayants cause, est illicite».<br />
2<br />
Texte établi par Roger Cadiergues (© janvier 2009)
1. LES PHÉNOMÈNES DE BASE<br />
1.01. Les deux c<strong>la</strong>sses de problèmes<br />
Les problèmes examinés dans ce livret s’appuient sur<br />
deux phénomènes fondamentaux l’effet du vent et l’effet<br />
des températures (le tirage), effets examinés aux<br />
paragraphes suivants. Ces phénomènes trouvent leur<br />
application dans deux situations un peu différentes, au<br />
moins par l’objectif.<br />
1. Dans le cas d’un usage positif de ces phénomènes<br />
il s’agit de venti<strong>la</strong>tion <strong>naturelle</strong>, technique opposée<br />
à celle dite de venti<strong>la</strong>tion mécanique traitée dans les<br />
livrets L15 et L16.<br />
2. Mais ces phénomènes peuvent alors jouer un rôle<br />
négatif, par pénétration de l’air extérieur à l’intérieur,<br />
ce qui alourdit les charges de chauffage et de climatisation<br />
: on parle alors d’infiltrations.<br />
La première c<strong>la</strong>sse (celle de venti<strong>la</strong>tion <strong>naturelle</strong>)<br />
résulte des effets que vous analysons aux paragraphes<br />
1.02 à 1.xx. La deuxième c<strong>la</strong>sse (les infiltrations),<br />
qu’il faut souvent corriger dans l’existant, est examinée<br />
aux chapitre 2 et 3.<br />
1.02. L’action du vent<br />
D’ une manière générale <strong>la</strong> vitesse du vent croit au<br />
fur et à mesure qu’on s’éloigne du sol (schéma cicontre),<br />
mais le profil dépend du relief et des obstacles<br />
rencontrés. On peut néanmoins fixer une vitesse du<br />
vent (de référence), notée plus loin w [m/s], qui est<br />
prise à 10 [m] du sol.<br />
Dans tous les cas le vent crée sur les bâtiments des<br />
pressions et dépressions dont <strong>la</strong> répartition est non<br />
seulement complexe, mais en plus très variable. Dans<br />
le cas d’un corps de bâtiment isolé, en p<strong>la</strong>ine, <strong>la</strong> façade<br />
fasse au vent est en supression, partout égale (par<br />
rapport à <strong>la</strong> pression atmosphérique) à environ 0,6 w².<br />
Pour des vitesses de vent assez fréquentes de 5 [m/s]<br />
<strong>la</strong> surpression face au vent est de l’ordre de 15 [Pa],<br />
alors que <strong>la</strong> dépression moyenne sous le vent est<br />
de l’ordre de 5 à 10 [Pa]. Les valeurs types que nous<br />
pouvons adopter sont indiquées à <strong>la</strong> table ci-dessous.<br />
VENT<br />
pressions<br />
dépressions<br />
L’action du vent<br />
(configuration type en p<strong>la</strong>ine dégagée)<br />
PRESSIONS TYPES DUES AU VENT<br />
Surpressions moyennes en façade [Pa]<br />
Hauteur du bâtiment : 5 [m] 10 [m] 15 [m] 20 [m] 25 [m] 30 [m]<br />
Site : île ou sommet en altitude :<br />
Site : zone côtière :<br />
Site : p<strong>la</strong>teau très dégagé :<br />
Site : p<strong>la</strong>ine dégagée :<br />
Site : petite ville :<br />
Site : zone suburbaine<br />
Site : centre urbain :<br />
112 Pa<br />
41 Pa<br />
41 Pa<br />
24 Pa<br />
6 Pa<br />
6 Pa<br />
4 Pa<br />
136 Pa<br />
51 Pa<br />
51 Pa<br />
29 Pa<br />
8 Pa<br />
8 Pa<br />
6 Pa<br />
154 Pa<br />
57 Pa<br />
57 Pa<br />
33 Pa<br />
10 Pa<br />
10 Pa<br />
7 Pa<br />
167 Pa<br />
62 Pa<br />
62 Pa<br />
36 Pa<br />
12 Pa<br />
12 Pa<br />
8 Pa<br />
178 Pa<br />
66 Pa<br />
66 Pa<br />
38 Pa<br />
14 Pa<br />
14 Pa<br />
10 Pa<br />
188 Pa<br />
70 Pa<br />
70 Pa<br />
40 Pa<br />
15 Pa<br />
15 Pa<br />
12 Pa<br />
3
1.03. L’action du tirage<br />
Les différences de pression entre intérieur et extérieur<br />
peuvent provenir des différences de température<br />
(différences de masse volumique de l’air) entre l’intérieur<br />
et l’extérieur ou entre faces opposées de bâtiment.<br />
Il s’agit alors du phénomène de tirage.<br />
En hiver, dans le cas d’un local chauffé, l’air intérieur<br />
plus chaud (moins dense) s’évacue par les orifices<br />
supérieurs, entraînant un appel d’air vers l’intérieur<br />
en partie basse. Cet effet est surtout sensible dans<br />
les bâtiments de grande hauteur, et surtout dans les<br />
cages d’escaliers ou les cages d’ascenseurs. La figure<br />
ci-contre schématise cette action, les pressions équivalentes<br />
mises en jeu par le tirage étant indiquées au<br />
tableau ci-dessous.<br />
diagramme des<br />
dépressions et<br />
surpressions<br />
zone neutre<br />
PRESSIONS TYPES DUES AU TIRAGE<br />
Pressions dues au tirage [Pa]<br />
Ecart de hauteur haut-bas : 5 [m] 10 [m] 15 [m] 20 [m] 25 [m] 30 [m]<br />
écart de température : ± 5 [K]<br />
écart de température : ± 10 [K]<br />
écart de température : ± 15 [K]<br />
écart de température : ± 20 [K]<br />
écart de température : ± 25 [K]<br />
écart de température : ± 30 [K]<br />
1 Pa<br />
2 Pa<br />
3 Pa<br />
4 Pa<br />
5 Pa<br />
6 Pa<br />
2 Pa<br />
4 Pa<br />
6 Pa<br />
9 Pa<br />
11 Pa<br />
13 Pa<br />
3 Pa<br />
6 Pa<br />
10 Pa<br />
13 Pa<br />
16 Pa<br />
19 Pa<br />
4 Pa<br />
9 Pa<br />
13 Pa<br />
17 Pa<br />
22 Pa<br />
26 Pa<br />
5 Pa<br />
11 Pa<br />
16 Pa<br />
22 Pa<br />
27 Pa<br />
32 Pa<br />
6 Pa<br />
13 Pa<br />
19 Pa<br />
26 Pa<br />
32 Pa<br />
39 Pa<br />
1.04. La perméabilité à l’air des structures<br />
Il est possible de spécifier et de mesurer <strong>la</strong> perméabilité<br />
à l’air d’une partie ou de <strong>la</strong> totalité d’un bâtiment,<br />
mais - en existant - cette mesure a peu d’intérêt : il<br />
vaut mieux se concentrer sur l’amélioration des points<br />
sensibles décrits aux encadrés A à E ci-dessous et<br />
pages suivantes.<br />
COFFRES DE VOLETS ROULANTS<br />
A1 et A2. CALFEUTRER LES VOLETS ROULANTS<br />
iso<strong>la</strong>nt<br />
joint<br />
vitrage<br />
c’est souvent le point le pllus fragile<br />
4
PORTES EXTÉRIEURES<br />
B. DANS LE CAS DE NOMBREUSES<br />
ENTRÉES-SORTIES PRÉFÉRER LES PORTES<br />
EXTÉRIEURES TOURNANTES<br />
3000<br />
[m 3 /h]<br />
Voyez le schéma ci-contre (exemple-type à utiliser<br />
avec précautions, mais très indicatif). Chacune des<br />
courbes correspond aux technologies suivantes :<br />
B1 : porte extérieure battante directe sans vestibule<br />
B2 : porte extérieure battante avec vestibule<br />
B3 : porte tournante.<br />
N.B. Pour l’action du vestibule sur les pertes par <strong>la</strong><br />
porte extérieure voyez le point suivant.<br />
C. CRÉER/AMÉLIORER LE VESTIBULE<br />
SUR LA PORTE EXTÉRIEURE<br />
Voyez le schéma ci-dessous avec les nuances<br />
suivantes :<br />
C1. Créer un vestibule sur <strong>la</strong> porte extérieure, avec<br />
deux portes<br />
C2. Modifier éventuellement pour que les deux portes<br />
ne soient pas trop proches.<br />
débit d’infiltration<br />
2000<br />
B1<br />
B2<br />
1000<br />
B3<br />
0<br />
0 200 400 600 800 1000<br />
nombre de passages par heure<br />
c<br />
C1. CRÉER UN VESTIBULE<br />
SUR LA PORTE EXTÉRIEURE<br />
C2. MODIFIER LA PROFONDEUR<br />
DU VESTIBULE<br />
D. CLOISONNER LES CAGES D’ESCALIER<br />
DONNANT SUR UNE PORTE EXTÉRIEURE<br />
E. CALFEUTRER LES<br />
CAGES D’ASCENSEURS<br />
Voyez les schémas D1 et D2 de <strong>la</strong> page suivante,<br />
qui montre :<br />
. une cage d’escalier non cloisonnée,<br />
. et <strong>la</strong> même cage une fois cloisonnée.<br />
Voyez le schéma E de <strong>la</strong> page suivante, qui indique<br />
les points essentiels d’un calfeutrement efficace<br />
d’une cage d’ascenseur, les problèmes pouvant varier<br />
avec les situations.<br />
5
D. ISOLER LA CAGE D’ESCALIER<br />
avant<br />
après<br />
CAGES D’ASCENSEUR<br />
E. CALFEUTRER LA CAGE D’ASCENSEUR<br />
fenêtre à calfeutrer<br />
salle de machines<br />
porte à calfeutrer<br />
désenfumage<br />
cage<br />
d’ascenseur<br />
porte palière<br />
6
2. LES OPPORTUNITÉS<br />
Les opportunités c<strong>la</strong>ssées sont consacrées à <strong>la</strong> lutte contre les infiltration.<br />
Magré leur intégration dans un livret concernant <strong>la</strong> venti<strong>la</strong>tion (<strong>naturelle</strong>),<br />
ces opportunités, chacune c<strong>la</strong>ssée ECO4xx (xx = numéro d’opportunité dans le livret)<br />
sont regroupées avec les opportunités concernant le bâti, par suite de leur contenu.<br />
LE BÂTI<br />
401<br />
401. INSPECTER L’ENSEMBLE DU BÂTI POUR DÉTECTER LES FISSURES<br />
402<br />
402. CALFEUTRER LES COFFRES DE VOLETS ROULANTS<br />
(voir page 4, interventions A)<br />
403<br />
403. CALFEUTRER LES ENTREES DE CONDUITS ET TUYAUX PENETRANT LES ESPACES OCCUPES<br />
404<br />
404. RÉDUIRE/SUPPRIMER, EN HIVER, LES INFILTRATIONS DUES AUX CLIMATISEURS DE FENÊTRE<br />
LES FENÊTRES<br />
405<br />
405. SI L’OUVERTURE DE FENÊTRE N’EST PAS INDISPENSABLE UTILISER DES VITRAGES FIXES<br />
406<br />
406. RÉPARER LES FENÊTRES EN MAUVAIS ÉTAT<br />
407<br />
407. CALFEUTRER ÉVENTUELLEMENT LES FENÊTRES<br />
408<br />
408. REMPLACER (PLUTOT QUE CALFEUTRER) LES FENÊTRES PAR DES MODÈLES PLUS ÉTANCHES<br />
7
LES PORTES EXTÉRIEURES<br />
409<br />
409. CRÉER/AMÉLIORER LES VESTIBULES SUR PORTES EXTÉRIEURES<br />
(voir page 5, interventions C)<br />
410<br />
410. CALFEUTRER LES PORTES EXTÉRIEURES<br />
411<br />
411. PRÉFÉRER LES PORTES EXTÉRIEURES TOURNANTES<br />
(surtout dans le cas de grande circu<strong>la</strong>tion : voir page 5, interventions B)<br />
412<br />
412. INSTALLER DES FERMETURES AUTOMATIQUES SUR LES PORTES EXTÉRIEURES<br />
413<br />
413. DANS LES ZONES TRES VENTEUSE PROTÉGER LES PORTES EXTÉRIEURES PAR DES BRISE-VENT<br />
LES CAGES D’ESCALIER<br />
414<br />
414. RÉDUIRE LA TEMPÉRATURE DES CAGES D’ESCALIER (TIRAGE)<br />
415<br />
415. CLOISONNER LES CAGES D’ESCALIER<br />
(dommant sur porte extérieure : voir pages 5-6, interventions D)<br />
416<br />
416. DANS LES ESCALIERS DE BÂTIMENTS DE GRANDE HAUTEUR PRÉVOIR DES FERMETURES<br />
(tous les 5 niveaux par exemple)<br />
LES CAGES D’ASCENSEUR<br />
417<br />
417. CALFEUTRER LES CAGES D’ASCENSEUR<br />
(voir pagesq 5-6, interventions E)<br />
8