Améliorer la ventilation naturelle

Roger Cadiergues
Améliorer la
ventilation
naturelle
L15. SOMMAIRE
1. Les phénomènes de base p. 3
1.01. Les deux classes de problèmes
1.02. L’action du vent
1.03. L’action du tirage
1.04. La perméabilité à l’air des structures
2. Les opportunités p. 7
Livraison 15 . 16 avril 2009
(prochain livret le 23 avril 2009)

LA COLLECTION DevCad
Livrets des précédentes livraisons :
L00 : AuxiDev (8 janvier 2009) ; L01 : Le développement durable (8 janvier 2009)
L02 : Le cadre DevCad (15 janvier 2009) ; L03 : Les plans énergétiques (22 janvier 2009)
L04 : L’insertion du solaire (29 janvier 2009) ; L05 : La biomasse énergie (5 février 2009)
L06 : Les productions électriques (12 février 2009)
L07 : La conception du neuf (19 février 2009)
L08 : L’amélioration de l’existant (26 février 2009)
L09 : Les analyses écoénergétiques (5 mars 2009)
L10 : L’éclairage (12 mars 2009)
L11 : Les sources de lumière (19 mars 2009)
L12 : Les calculs d’éclairage (26 mars 2009)
L13 : Améliorer l’éclairage (2 avril 2009)
L14 : Améliorer la ventilation générale (9 avril 2009)
Livrets prévus dans les prochaines livraisons :
L17 : Améliorer le bâti (23 avril 2009)
L18 : Améliorer le chauffage (30 avril 2009)
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ayants droit ou ayants cause, est illicite».
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Texte établi par Roger Cadiergues (© janvier 2009)

1. LES PHÉNOMÈNES DE BASE
1.01. Les deux classes de problèmes
Les problèmes examinés dans ce livret s’appuient sur
deux phénomènes fondamentaux l’effet du vent et l’effet
des températures (le tirage), effets examinés aux
paragraphes suivants. Ces phénomènes trouvent leur
application dans deux situations un peu différentes, au
moins par l’objectif.
1. Dans le cas d’un usage positif de ces phénomènes
il s’agit de ventilation naturelle, technique opposée
à celle dite de ventilation mécanique traitée dans les
livrets L15 et L16.
2. Mais ces phénomènes peuvent alors jouer un rôle
négatif, par pénétration de l’air extérieur à l’intérieur,
ce qui alourdit les charges de chauffage et de climatisation
: on parle alors d’infiltrations.
La première classe (celle de ventilation naturelle)
résulte des effets que vous analysons aux paragraphes
1.02 à 1.xx. La deuxième classe (les infiltrations),
qu’il faut souvent corriger dans l’existant, est examinée
aux chapitre 2 et 3.
1.02. L’action du vent
D’ une manière générale la vitesse du vent croit au
fur et à mesure qu’on s’éloigne du sol (schéma cicontre),
mais le profil dépend du relief et des obstacles
rencontrés. On peut néanmoins fixer une vitesse du
vent (de référence), notée plus loin w [m/s], qui est
prise à 10 [m] du sol.
Dans tous les cas le vent crée sur les bâtiments des
pressions et dépressions dont la répartition est non
seulement complexe, mais en plus très variable. Dans
le cas d’un corps de bâtiment isolé, en plaine, la façade
fasse au vent est en supression, partout égale (par
rapport à la pression atmosphérique) à environ 0,6 w².
Pour des vitesses de vent assez fréquentes de 5 [m/s]
la surpression face au vent est de l’ordre de 15 [Pa],
alors que la dépression moyenne sous le vent est
de l’ordre de 5 à 10 [Pa]. Les valeurs types que nous
pouvons adopter sont indiquées à la table ci-dessous.
VENT
pressions
dépressions
L’action du vent
(configuration type en plaine dégagée)
PRESSIONS TYPES DUES AU VENT
Surpressions moyennes en façade [Pa]
Hauteur du bâtiment : 5 [m] 10 [m] 15 [m] 20 [m] 25 [m] 30 [m]
Site : île ou sommet en altitude :
Site : zone côtière :
Site : plateau très dégagé :
Site : plaine dégagée :
Site : petite ville :
Site : zone suburbaine
Site : centre urbain :
112 Pa
41 Pa
41 Pa
24 Pa
6 Pa
6 Pa
4 Pa
136 Pa
51 Pa
51 Pa
29 Pa
8 Pa
8 Pa
6 Pa
154 Pa
57 Pa
57 Pa
33 Pa
10 Pa
10 Pa
7 Pa
167 Pa
62 Pa
62 Pa
36 Pa
12 Pa
12 Pa
8 Pa
178 Pa
66 Pa
66 Pa
38 Pa
14 Pa
14 Pa
10 Pa
188 Pa
70 Pa
70 Pa
40 Pa
15 Pa
15 Pa
12 Pa
3

1.03. L’action du tirage
Les différences de pression entre intérieur et extérieur
peuvent provenir des différences de température
(différences de masse volumique de l’air) entre l’intérieur
et l’extérieur ou entre faces opposées de bâtiment.
Il s’agit alors du phénomène de tirage.
En hiver, dans le cas d’un local chauffé, l’air intérieur
plus chaud (moins dense) s’évacue par les orifices
supérieurs, entraînant un appel d’air vers l’intérieur
en partie basse. Cet effet est surtout sensible dans
les bâtiments de grande hauteur, et surtout dans les
cages d’escaliers ou les cages d’ascenseurs. La figure
ci-contre schématise cette action, les pressions équivalentes
mises en jeu par le tirage étant indiquées au
tableau ci-dessous.
diagramme des
dépressions et
surpressions
zone neutre
PRESSIONS TYPES DUES AU TIRAGE
Pressions dues au tirage [Pa]
Ecart de hauteur haut-bas : 5 [m] 10 [m] 15 [m] 20 [m] 25 [m] 30 [m]
écart de température : ± 5 [K]
écart de température : ± 10 [K]
écart de température : ± 15 [K]
écart de température : ± 20 [K]
écart de température : ± 25 [K]
écart de température : ± 30 [K]
1 Pa
2 Pa
3 Pa
4 Pa
5 Pa
6 Pa
2 Pa
4 Pa
6 Pa
9 Pa
11 Pa
13 Pa
3 Pa
6 Pa
10 Pa
13 Pa
16 Pa
19 Pa
4 Pa
9 Pa
13 Pa
17 Pa
22 Pa
26 Pa
5 Pa
11 Pa
16 Pa
22 Pa
27 Pa
32 Pa
6 Pa
13 Pa
19 Pa
26 Pa
32 Pa
39 Pa
1.04. La perméabilité à l’air des structures
Il est possible de spécifier et de mesurer la perméabilité
à l’air d’une partie ou de la totalité d’un bâtiment,
mais - en existant - cette mesure a peu d’intérêt : il
vaut mieux se concentrer sur l’amélioration des points
sensibles décrits aux encadrés A à E ci-dessous et
pages suivantes.
COFFRES DE VOLETS ROULANTS
A1 et A2. CALFEUTRER LES VOLETS ROULANTS
isolant
joint
vitrage
c’est souvent le point le pllus fragile
4

PORTES EXTÉRIEURES
B. DANS LE CAS DE NOMBREUSES
ENTRÉES-SORTIES PRÉFÉRER LES PORTES
EXTÉRIEURES TOURNANTES
3000
[m 3 /h]
Voyez le schéma ci-contre (exemple-type à utiliser
avec précautions, mais très indicatif). Chacune des
courbes correspond aux technologies suivantes :
B1 : porte extérieure battante directe sans vestibule
B2 : porte extérieure battante avec vestibule
B3 : porte tournante.
N.B. Pour l’action du vestibule sur les pertes par la
porte extérieure voyez le point suivant.
C. CRÉER/AMÉLIORER LE VESTIBULE
SUR LA PORTE EXTÉRIEURE
Voyez le schéma ci-dessous avec les nuances
suivantes :
C1. Créer un vestibule sur la porte extérieure, avec
deux portes
C2. Modifier éventuellement pour que les deux portes
ne soient pas trop proches.
débit d’infiltration
2000
B1
B2
1000
B3
0
0 200 400 600 800 1000
nombre de passages par heure
c
C1. CRÉER UN VESTIBULE
SUR LA PORTE EXTÉRIEURE
C2. MODIFIER LA PROFONDEUR
DU VESTIBULE
D. CLOISONNER LES CAGES D’ESCALIER
DONNANT SUR UNE PORTE EXTÉRIEURE
E. CALFEUTRER LES
CAGES D’ASCENSEURS
Voyez les schémas D1 et D2 de la page suivante,
qui montre :
. une cage d’escalier non cloisonnée,
. et la même cage une fois cloisonnée.
Voyez le schéma E de la page suivante, qui indique
les points essentiels d’un calfeutrement efficace
d’une cage d’ascenseur, les problèmes pouvant varier
avec les situations.
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D. ISOLER LA CAGE D’ESCALIER
avant
après
CAGES D’ASCENSEUR
E. CALFEUTRER LA CAGE D’ASCENSEUR
fenêtre à calfeutrer
salle de machines
porte à calfeutrer
désenfumage
cage
d’ascenseur
porte palière
6

2. LES OPPORTUNITÉS
Les opportunités classées sont consacrées à la lutte contre les infiltration.
Magré leur intégration dans un livret concernant la ventilation (naturelle),
ces opportunités, chacune classée ECO4xx (xx = numéro d’opportunité dans le livret)
sont regroupées avec les opportunités concernant le bâti, par suite de leur contenu.
LE BÂTI
401
401. INSPECTER L’ENSEMBLE DU BÂTI POUR DÉTECTER LES FISSURES
402
402. CALFEUTRER LES COFFRES DE VOLETS ROULANTS
(voir page 4, interventions A)
403
403. CALFEUTRER LES ENTREES DE CONDUITS ET TUYAUX PENETRANT LES ESPACES OCCUPES
404
404. RÉDUIRE/SUPPRIMER, EN HIVER, LES INFILTRATIONS DUES AUX CLIMATISEURS DE FENÊTRE
LES FENÊTRES
405
405. SI L’OUVERTURE DE FENÊTRE N’EST PAS INDISPENSABLE UTILISER DES VITRAGES FIXES
406
406. RÉPARER LES FENÊTRES EN MAUVAIS ÉTAT
407
407. CALFEUTRER ÉVENTUELLEMENT LES FENÊTRES
408
408. REMPLACER (PLUTOT QUE CALFEUTRER) LES FENÊTRES PAR DES MODÈLES PLUS ÉTANCHES
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LES PORTES EXTÉRIEURES
409
409. CRÉER/AMÉLIORER LES VESTIBULES SUR PORTES EXTÉRIEURES
(voir page 5, interventions C)
410
410. CALFEUTRER LES PORTES EXTÉRIEURES
411
411. PRÉFÉRER LES PORTES EXTÉRIEURES TOURNANTES
(surtout dans le cas de grande circulation : voir page 5, interventions B)
412
412. INSTALLER DES FERMETURES AUTOMATIQUES SUR LES PORTES EXTÉRIEURES
413
413. DANS LES ZONES TRES VENTEUSE PROTÉGER LES PORTES EXTÉRIEURES PAR DES BRISE-VENT
LES CAGES D’ESCALIER
414
414. RÉDUIRE LA TEMPÉRATURE DES CAGES D’ESCALIER (TIRAGE)
415
415. CLOISONNER LES CAGES D’ESCALIER
(dommant sur porte extérieure : voir pages 5-6, interventions D)
416
416. DANS LES ESCALIERS DE BÂTIMENTS DE GRANDE HAUTEUR PRÉVOIR DES FERMETURES
(tous les 5 niveaux par exemple)
LES CAGES D’ASCENSEUR
417
417. CALFEUTRER LES CAGES D’ASCENSEUR
(voir pagesq 5-6, interventions E)
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