|
Coefficient Ubât.
Le coefficient Ubât
est le coefficient moyen caractérisant les déperditions par transmission à
travers les parois, en W/(m².K). Ubât
ne prend pas en compte les déperditions par renouvellement d'air mais il
inclus les déperditions thermiques linéiques (Y).
Le coefficient Ubât se calcule de la façon suivante :
Ubât
= HT / AT
AT = la surface intérieure totale des parois qui séparent le
volume chauffé de l'extérieur, du sol et des locaux non chauffés, en m².
HT = est le coefficient de déperdition par transmission entre le
volume chauffé d'une part et l'extérieur, le sol et les locaux non chauffés
d'autre part en W/K. Il s'obtient avec la formule suivante :
HT =
HD +
HS +HU
|
Transmission directe vers l'extérieur, HD.
HD = ∑(Ai x Ui) + ∑(Lj
x Yj) + ∑(Xk)
Ai = surface intérieure de la paroi i de l'enveloppe du bâtiment, en
m²
Ui = coefficient de transmission thermique de la paroi i de
l'enveloppe du bâtiment.
lj = longueur du pont thermique j, en m
Yj = coefficient de transmission thermique linéique du pont thermique
de la liaison j.
X = coefficient de transmission thermique ponctuel du pont thermique k.
|
|
Transmission à travers le sol, un vide sanitaire,
un sous-sol, HS.
1- En contact direct avec le sol :
HS = ∑(Ai x Uei) + ∑(Aj x Uej)
x bj
Ai est la surface intérieure de la paroi en contact avec le sol
donnant sur l'extérieur, en m²
Aj est la surface intérieure de la paroi en contact avec le sol
donnant sur le local non chauffé, en m²
Uei est le coefficient de transmission thermique surfacique
équivalent de la paroi Ai, en W/(m².K)
Uej est le coefficient de transmission thermique surfacique
équivalent de la paroi Aj, en W/(m².K)
bj est un coefficient réducteur pour prendre en compte le local non
chauffé situé entre le local chauffé et l'extérieur. (voir ci-dessous,
coefficient b)
Le plancher doit être partagé en deux zones de dimensions respectives Li
et Lj servant au calcul de Ai et Aj avec :
Lj = min(Lu ; Lt / 2)
Lu est la dimension intérieure du local non chauffé (longueur ou
largeur)
Lt est la dimension intérieure totale du plancher bas en contact avec
le sol (Lt = Li + Lj)
2- Donnant sur un vide sanitaire ou un sous-sol :
HS = ∑(Ai x Ui)
Ai = surface intérieure de la paroi i en contact avec un vide
sanitaire ou un sous-sol, en m²
Ui = coefficient de transmission thermique surfacique de la paroi i
en contact avec un vide sanitaire ou un sous-sol, en W/(m².K).
|
|
Transmission à travers les locaux non chauffés, HU.
HU = ∑(Hiu x bj)
Hiu = coefficient de déperdition par transmission (surfaciques,
linéiques et ponctuelles) du local
chauffé vers le local non chauffé j dont la température est supposée égale à la
température extérieure, en W/K.
Hiu se calcule d'après la formule donnée pour
HD.
bj est le coefficient de réduction de température (relatif au local
non chauffé j).
|
Coefficient b.
Le coefficient b est un coefficient de réduction relatif à un local non chauffé
quelconque.
La valeur de b est obtenue en considérant que la température du local non
chauffé (Lnc) résulte d'un équilibre entre les apports de chaleur venant du ou
des locaux chauffés (Lc) et les déperditions du local non chauffé vers
l'extérieur ou vers un autre local non chauffé. Ceci conduit à la formule
suivante :
b = Due / (Due + Diu)
Due est le coefficient de déperdition du local non chauffé vers l'extérieur
ou un autre local non chauffé en W/K.
Due = Hue + Dvue
Hue est la somme de tous les coefficients de déperditions des différentes
parois du local non chauffé donnant sur l'extérieur ou sur un autre local
non chauffé.
Hue = (voir
HD)
Dvue est le coefficient de déperdition par renouvellement d'air (air venant
de l'extérieur dans le local non chauffé). Dvue = Uvue x A
A est la surface
totale des différentes parois du local non chauffé donnant sur l'extérieur
ou un autre local non chauffé
Uvue est l'équivalent d'un coefficient surfacique de la paroi
située entre le local non chauffé et l'extérieur ou un autre local non chauffé,
en W/(m².K). Uvue se calcule de la manière suivante :
Uvue = que x 0,34, où que est le débit d'air
par m² de paroi exprimé en (m3/h)/m².
En l'absence de toutes valeurs précises du coefficient Uvue, les
valeurs par défaut
du tableau ci-dessous peuvent être utilisées :
Locaux non
chauffés |
Uvue en W/(m².K) |
Garage, Cellier, Véranda |
3 |
Comble fortement ventilé |
9 |
Comble faiblement ventilé |
3 |
Comble très faiblement ventilé |
0,3 |
Diu est le coefficient de déperdition
du local chauffé vers le local non chauffé en W/K.
Diu = Hiu +
Dviu
Dviu représente le coefficient de déperdition dû au débit d'air
entrant dans le local chauffé en provenance du local non chauffé. Ce débit étant
généralement nul, Dviu = 0 de ce fait, Diu = Hiu
Hiu = A x Up + L x Y + ∑(X)
Exemple pour l'obtention du coefficient b :
Supposons la paroi d'une pièce chauffée à une température (Ti) de 20°C de 2,5 m de hauteur par 5 m de
longueur en brique creuse de 20 cm d'épaisseur avec complexe de doublage de
10+1 donnant sur un local non chauffé comportant deux parois donnant sur
l'extérieur d'une hauteur de 2,5 m, de 5 m de longueur d'une part et 6 m de
l'autre toutes deux en parpaing de 20 cm d'épaisseur avec complexe de doublage
de 5+1. La température extérieure de base (Te) est de -8°C :
brique de 20 cm (voir valeurs par défaut pour la résistance R) R = 0,51
Rsi = 0,13 et s'applique des deux cotés car la paroi donne sur un
local non chauffé
Up = 1 / (2 x 0,13 + 0,01 / 0,25 + 0,1 / 0,04 + 0,51) = 0,302
Y1 = 0,65 x 5 = 3,25 (pont thermique linéique du plancher bas)
Y2 = 0,02 x (2,5 x 2) = 0,1 (pont thermique linéique des murs latéraux)
Y3 = 0,31 x 5 = 1,55 (pont thermique linéique du plancher haut)
Y = Y1 + Y2 + Y3 = 4,9
Supposons, afin de simplifier, qu'il n'y à pas de pont thermique ponctuels
Hiu = (12,5 x 0,302) + 4,9 = 8,675
Diu =
Hiu = 8,675
Parpaing de 20 cm R = 0,23
Up = 1 / (0,13 + 0,01 / 0,25 + 0,05 / 0,04 + 0,23 + 0,04) = 0,591
Y1 = 0,65 x (5 + 6) = 7,15 (pont thermique linéique du plancher bas)
Y2 = 0,02 x (2,5 x 3) = 0,15 (pont thermique linéique des murs latéraux)
Y3 = 0,75 x (5 + 6) = 8,75 (pont thermique linéique du plancher haut)
Y = Y1 + Y2 + Y3 = 16,05
Supposons, ici aussi qu'il n'y à pas de pont thermique ponctuels
Hue = (27,5 x 0,591) + 16,05 = 32,30
Dvue = 3 x 27,5 = 82,5
Due = 32,30 + 82,5 = 114,8
b = 114,8 / (114,8 + 8,675) = 0,929
Ce qui va donner comme déperditions à prendre en compte pour la paroi de la
pièce chauffée :
DU = 8,675 x (20 - -8) x 0,929 = 225,65 Watts contre 242,9 Watts si la paroi
avait donnée sur l'extérieur, d'où une réduction des déperditions de 7,1%.
Dans le cas où l'on assimile l'espace du local non chauffé et ses composants
de construction externe à une résistance thermique équivalente Ru,
les déperditions seraient de :
Ru = 0,09 + 0,04 x (12,5 / 27,5) = 0,108
Up = 1 / (2 x 0,13 + 0,01 / 0,25 + 0,1 / 0,04 + 0,51 + 0,108) = 0,292
ce qui donne comme déperditions totales :
((0,292 x 12,5) + 4,9) x (20 - -8) = 239,4
Les ponts thermiques sont comptés comme donnant sur l'extérieur puisque l'espace
du local non chauffé et ses composants de construction externe ont été assimilés
à une résistance thermique équivalente.
Conclusion, le résultat est plus précis avec l'utilisation du coefficient b car
les ponts thermiques sont pris en considération.
Connaissant le coefficient b, on peut estimer la température du local non
chauffé (Tu) dans les conditions extérieures de base (en admettant que le seul
apport de chaleur pour le Lnc soit les déperditions du local chauffé), pour
cela, il faut utiliser la formule Tu = Ti - (Ti - Te) x b. Dans notre exemple,
la température du Lnc est égale à :
Tu = 20 - (20 - -8) x 0,929 = -6,012 °C
Température qu'il est possible de vérifier :
b = (20 - -6,012) / (20 - -8) = 0,929.
|
|
|
Déperditions thermiques totales par
transmission.
Pour connaître les déperditions thermiques totales
par transmission par rapport aux conditions extérieures de base il suffit
d'utiliser la formule suivante :
DT =
HT x DeltaT, DeltaT étant la différence de température entre celle du
logement et celle de base (voir la page "Température de
base"). A ces déperditions thermiques, doivent être ajoutées celles par
ventilation (DV)
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|
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Déperditions par renouvellement d'air.
|
Exigence générale.
Le calcul du dimensionnement des entrées d'air présentes dans un même
logement est mené pour une dépression DP égale au maximum à 20 Pa, au débit
d'air maximal, QM, susceptible d'être extrait du logement.
Note : ce débit d'air est pris égal à la somme des valeurs nominales maximales
des débits d'air extraits à chaque bouche. Sa valeur est donnée dans le tableau
du paragraphe "Dimensionnement type"
dans le cas où les débits sont strictement conformes aux exigences
réglementaires en vigueur à la date de parution du présent document (voir
paragraphe "Arrêté du 24 mars 1982").
En règle générale, les entrées d'air sont dimensionnées sur la base de
différences de pression égales soit à 10 Pa, soit à 20 Pa.
Le dimensionnement pour une différence de pression égale à 20 Pa permet de
réduire les déperditions thermiques par ventilation transversale. Il présente en
contrepartie l'inconvénient de rendre plus difficile (nécessité de prévoir des
diamètres plus importants, etc.) le dimensionnement du réseau et le
fonctionnement des foyers ouverts ou fermés.
En pratique, le respect de cette exigence s'apprécie en tenant compte de la
perméabilité à l'air de l'ensemble de l'enveloppe : la somme, S, des modules des
entrées d'air présentes dans le logement doit satisfaire l'inégalité suivante :
1er cas : la valeur maximale de la différence de pression DP est fixée à 10 Pa :
S >= 1,4 x QM - Qf
2e cas : la valeur maximale de la différence de pression DP est fixée à 20 Pa :
S >= QM - Qf
inégalités dans lesquelles Qf est le débit de fuite sous 20 Pa de l'ensemble de
l'enveloppe, qu'il est convenu de prendre égal, selon les cas, aux valeurs
figurant dans le tableau ci-dessous :
Nombre de pièces du logement |
Valeurs de Qf en m3/h |
Immeubles collectifs |
Maisons individuelles |
1 |
20 |
30 |
2 |
30 |
45 |
3 |
40 |
60 |
4 |
50 |
75 |
5 |
60 |
90 |
6 |
70 |
105 |
7 |
80 |
120 |
Note : les valeurs figurant dans ce tableau sont basées sur des
mesures de perméabilité à l'air effectuées en immeubles collectifs et maisons
individuelles, elles correspondent aux valeurs minimales susceptibles d'être
rencontrées dans le cas d'immeubles de construction courante. Dans certains cas,
et notamment en réhabilitation, les défauts d'étanchéité peuvent être plus
importants. On peut alors, sur justifications particulières, retenir des valeurs
plus élevées.
|
|
Répartition des entrées d'air selon les pièces.
Chaque pièce principale doit être équipée d'au moins une entrée d'air. La
somme des modules de ces entrées d'air doit être égale ou supérieure à 22
lorsque la dépression maximale du logement est égale à 20 Pa, et à 30 lorsque
cette dépression est égale à 10 Pa.
Les pièces de service ou de dégagement ne comportent pas d'entrées d'air sauf
dispositions particulières précisées ci-dessous.
Cette disposition vise à respecter le principe de ventilation du logement par
balayage depuis les pièces principales jusqu'aux pièces de service, et à limiter
en période ventée les refoulements d'air vicié des pièces de service vers les
pièces principales.
Dans le cas où une, ou des entrées d'air additionnelles sont prévues dans les
pièces de service, des dispositions doivent être prises pour assurer leur
obturation automatique en régime réduit d'extraction tout en évitant les
courants d'air gênants. Une telle conception doit faire l'objet d'un Avis
Technique.
|
|
Dimensionnement type.
Le dimensionnement des entrées d'air est conditionné par la valeur QM du
débit total extrait du logement lorsque toutes les bouches d'extraction sont en
position d'ouverture maximale. Le tableau ci-après donne les valeurs de ce débit
dans le cas d'un dimensionnement strictement conforme aux exigences
réglementaires (voir paragraphe "Arrêté du 24 mars 1982").
Nombre de pièces principales |
Nombres de salles d'eau |
Nombre de WC |
Débit total maximal extrait
du logement en m3/h |
Dans salle d'eau |
Séparé |
1er cas, absence d'appareil à
gaz raccordé |
2ème cas, présence d'un
appareil à gaz raccordé* |
En cuisine** |
En salle d'eau |
1 (commune ou non avec
cuisine) |
1 |
1 |
0 |
90 |
90 ou 15 + Qg |
75 + Qg |
0 |
1 |
105 |
105 ou 30 + Qg |
90 + Qg |
2 |
1 |
0 |
1 |
120 |
120 ou 30 + Qg |
105 + Qg |
3 |
1 |
1 |
0 |
135 |
135 ou 30 + Qg |
105 + Qg |
0 |
1 |
150 |
150 ou 40 + Qg |
120 + Qg |
4 |
1 |
1 |
1 |
150 |
150 ou 30 + Qg |
120 + Qg |
0 |
1 |
180 |
180 ou 60 + Qg |
150 + Qg |
1 |
1 |
165 |
165 ou 45 + Qg |
135 + Qg |
4 |
2 |
1 |
0 |
165 |
165 ou 45 + Qg |
135 + Qg |
1 |
1 |
180 |
180 ou 60 + Qg |
165 + Qg |
5 |
1 |
0 |
1 |
195 |
195 ou 60 + Qg |
165 + Qg |
0 |
2 |
195 |
195 ou 60 + Qg |
165 + Qg |
1 |
1 |
180 |
180 ou 45 + Qg |
150 + Qg |
5 |
2 |
0 |
1 |
210 |
210 ou 75 + Qg |
180 + Qg |
0 |
2 |
210 |
210 ou 75 + Qg |
180 + Qg |
1 |
1 |
195 |
195 ou 60 + Qg |
165 + Qg |
* Lorsqu'il y a un appareil à gaz raccordé, Qg, exprimé en m3/h,
est égal au débit d'air comburant nécessaire au bon fonctionnement de l'appareil
à gaz raccordé. Pour les appareils à gaz de type classique, on peut retenir, en
fonction de la puissance utile P en kW, la relation suivante :
Qg = P x 4,3
Pour les appareils à gaz à condensation, ce débit d'air est égal, selon les
modèles, à 30 ou 45 m3.
** Retenir la plus grande des 2 valeurs.
|
|
Arrêté du 24 mars 1982.
art. 2
Le système d'aération doit comporter :
- Des entrées d'air dans toutes les pièces principales, réalisées par des
orifices en façades, des conduits à fonctionnement naturel ou des dispositifs
mécaniques
- Des sorties d'air dans les pièces de service, au moins dans les cuisines, les
salles de bains ou de douches et les cabinets d'aisances, réalisées par des
conduits verticaux à tirage naturel ou des dispositifs mécaniques. En
installation collective de ventilation, si une pièce de service possède une
sortie d'air mécanique, toutes les autres pièces de service doivent en posséder
une.
L'air doit pouvoir circuler librement des pièces principales vers les pièces de
service.
Une pièce à la fois principale et de service, telle qu'une chambre ayant un
équipement de cuisine, doit comporter une entrée et une sortie d'air, réalisées
comme indiqué ci-dessus.
art. 3
Les dispositifs de ventilation, qu'ils soient mécaniques ou à fonctionnement
naturel, doivent être tels que les exigences de débit extrait, définies
ci-dessous, soient satisfaites dans les conditions climatiques moyennes d'hiver.
Les débits extraits dans chaque pièce de service doivent pouvoir atteindre,
simultanément ou non, les valeurs données dans le tableau ci-après en fonction
du nombre de pièces principales du logement :
Dans les logements ne comportant qu'une pièce principale, la salle de bains ou
de douches et le cabinet d'aisances peuvent avoir, s'ils sont contigus, une
sortie d'air commune située dans le cabinet d'aisances. Le débit d'extraction à
prendre en compte est de 15 mètres cubes par heure.
En cas d'absence de cloison entre la salle de séjour et une chambre, la pièce
unique ainsi créée est assimilée à deux pièces principales.
Si, de construction, une hotte est raccordée à l'extraction de la cuisine, un
débit plus faible est admis. Il est déterminé, en fonction de l'efficacité de la
hotte, suivant des modalités approuvées par le ministre chargé de la
construction et de l'habitation et le ministre chargé de la santé.
Des cabinets d'aisances sont considérés comme multiples s'il en existe au moins
deux dans le logement, même si l'un d'entre eux est situé dans une salle d'eau.
art. 4 modifié par arrêté du 28 octobre 1983
Des dispositifs individuels de réglage peuvent permettre de réduire les débits
définis à l'article 3, sous les conditions suivantes :
En règle générale, le débit total extrait et le débit réduit de cuisine sont au
moins égaux aux valeurs données dans le tableau suivant :
Nombre de pièces principales |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Débit total minimal en m3/h |
35 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
135 |
Débit minimal en cuisine en
m3/h |
20 |
30 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
Lorsque l'aération est assurée par un dispositif mécanique qui
module automatiquement le renouvellement d'air du logement, de telle façon que
les taux de pollution de l'air intérieur ne constituent aucun danger pour la
santé et que puissent être évitées les condensations, sauf de façon passagère,
les débits définis par le tableau ci-dessus peuvent être réduits.
L'emploi d'un tel dispositif doit faire l'objet d'une autorisation du ministre
chargé de la construction et de l'habitation et du ministre chargé de la santé,
qui fixe les débits minimaux à respecter.
En tout état de cause, le débit total extrait est au moins égal à la valeur
donnée par le tableau suivant :
Nombre de pièces principales |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Débit total minimal en m3/h |
10 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
art. 5
Les entrées d'air, complétées par la perméabilité des ouvrants, doivent
permettre d'obtenir les débits définis à l'article 3.
art. 6
Pour les maisons individuelles isolées, jumelées ou en bande, situées dans les
zones climatiques H 2 et H 3 définies en annexe de l'arrêté du 24 mars 1982
relatif aux équipements et caractéristiques thermiques des bâtiments
d'habitation, la construction et les équipements peuvent satisfaire aux
dispositions réduites suivantes :
1- La cuisine comporte une sortie d'air réalisée par un conduit vertical à
tirage naturel ou par un dispositif mécanique
2- Les autres pièces de service comportent :
- soit une sortie d'air réalisée par un conduit vertical à tirage naturel ou par
un dispositif mécanique
- soit une ouverture extérieure obturable
3- Chaque pièce principale possède une entrée d'air réalisée par un orifice en
façade, un conduit à fonctionnement naturel ou un dispositif mécanique.
art. 7
Les sorties d'air de la cuisine et, éventuellement, des autres pièces de service
doivent permettre d'obtenir les débits fixés par l'article 3 et ils peuvent être
réduits comme indiqué à l'article 4.
art. 8
En cas d'installation d'appareils à combustion dans un logement, le système
d'aération doit pouvoir assurer les débits nécessaires à leur bon
fonctionnement.
art. 9
Les conduits de sortie d'air par tirage naturel peuvent être individuels,
c'est-à-dire ne desservir qu'une pièce, ou collectifs, c'est-à-dire desservir
plusieurs pièces.
Un conduit collectif doit comporter un conduit collecteur et des raccordements
individuels de hauteur d'étage, chacun de ces derniers ne desservant qu'une
pièce. Un conduit collectif qui dessert des cuisines ne peut desservir des
locaux d'autre nature.
Les dévoiements éventuels de ces conduits à tirage naturel doivent répondre aux
dispositions définies à l'article 17 de l'arrêté du 22 octobre 1969 relatif aux
conduits de fumée desservant des logements.
Le débouché du conduit, situé en toiture, doit être tel que l'évacuation de
l'air s'effectue correctement à l'extérieur, sans refoulement vers les logements
(ce qui suppose que la dépression créée par le vent au sommet du conduit
s'oppose utilement aux dépressions créées en façade). Par ailleurs, la
disposition des conduits de ventilation, par rapport à des conduits de fumée
éventuels, doit être telle qu'elle ne favorise pas les siphonnages par les
souches.
art. 10
Le rejet de l'air par un dispositif mécanique doit être tel que l'évacuation de
l'air s'effectue correctement à l'extérieur, sans refoulement ni renvoi vers les
logements.
Dans les installations mécaniques collectives :
- si l'extraction de l'air d'un même logement est réalisée par plusieurs
extracteurs distincts, ceux-ci ne doivent pouvoir fonctionner que simultanément
- si l'extracteur est à transmission par courroie, il doit comporter une
courroie supplémentaire de secours.
art. 11
Lorsque l'évacuation de l'air est faite par un dispositif mécanique, les
conduits de fumée et foyers situés dans les logements, fonctionnant par tirage
naturel doivent être tels que la dépression créée dans un logement par
l'évacuation mécanique de l'air ne puisse entraîner d'inversion de tirage,
notamment lors de l'allumage de certains foyers.
art. 12
Les conduits de fumée situés dans des logements ne peuvent être raccordés à un
dispositif mécanique que si :
- l'évacuation de l'air de ventilation est également obtenue par un dispositif
mécanique
- les deux dispositifs mécaniques sont communs ou ne peuvent fonctionner que
simultanément
- en cas de panne du dispositif mécanique servant à l'évacuation des fumées ou
des gaz brûlés, celle-ci est assurée par tirage naturel à moins que la
combustion ne soit automatiquement arrêtée. Dans ce dernier cas, le réallumage
ne peut intervenir qu'en toute sécurité.
Lorsque l'évacuation de l'air de la cuisine est faite par un dispositif
mécanique collectif, il convient qu'en cas de panne de celui-ci, les produits de
combustion d'appareils à gaz ou hydrocarbures liquéfiés, non raccordés, qui
pénètrent dans le circuit d'extraction, puissent cheminer vers l'extérieur par
tirage naturel. S'il n'en est pas ainsi, notamment lorsque le circuit
d'évacuation est descendant, il doit exister un système d'alarme fonctionnant
automatiquement en cas de panne.
art. 13
Qu'il s'agisse de conduit à tirage naturel ou de dispositif mécanique, une
évacuation des produits de combustion d'appareils à gaz ou à hydrocarbures
liquéfiés, raccordés, peut servir de sortie d'air, à condition qu'une plaque
scellée indique qu'on ne peut y raccorder un appareil utilisant un autre
combustible.
art. 14
Aucun dispositif mécanique individuel, tel qu'une hotte de cuisine équipée d'un
ventilateur, ne peut être raccordé à une installation collective de sortie
d'air, qu'elle soit mécanique ou à tirage naturel.
art. 15
Les caractéristiques et l'emplacement des entrées d'air doivent être tels qu'il
n'en résulte ni inconfort pour les occupants ni désordre pour la construction et
les équipements.
Ces dispositifs peuvent être auto-réglables ou réglables par l'occupant, mais
non obturables.
Est considéré comme répondant aux exigences du présent article un système de
distribution d'air, éventuellement traité avant son introduction dans le
logement.
art. 16
Les dispositifs d'entrée et de sortie d'air doivent pouvoir être facilement
nettoyés.
Les dispositifs mécaniques doivent pouvoir être facilement vérifiés et
entretenus.
art. 17
Les dispositions du présent arrêté sont applicables :
- à toutes constructions ayant fait l'objet d'une demande de permis de
construire ou de prorogation de permis de construire six mois après sa
publication
- à toutes constructions dont la mise en chantier intervient dix-huit mois après
sa publication.
|
|
Calcul des déperditions.
La ventilation des locaux est une obligation et un débit minimal doit être
assuré afin d'éviter les inconforts. La partie déperditions qui en découle est
souvent le parent pauvre dans le calcul global des déperditions thermiques du
logement, et pourtant, elles sont loin d'être négligeables. Pour cette raison,
et afin de réduire les dépenses énergétiques, un soin tout particulier doit être
apporté au choix et à la mise en oeuvre des composants. Le choix doit plutôt se
porter sur du matériel certifié car l'incertitude sur les débits est de 15%
contre 30% dans le cas contraire. L'étanchéité du réseau doit être réalisé le
mieux possible car les fuites dans les parties chauffées augmentent les débits
entrants et donc les déperditions.
Le défaut d'étanchéité de l'enveloppe du bâtiment (perméabilité) joue aussi un
grand rôle dans les déperditions thermiques. Ces défauts d'étanchéité sont
multiples :
- Joints des ouvrants de mauvaise qualité
- Linéiques des ouvrants non rendus étanche par application de mousse expansive
ou tout autres procédés.
- Appuis de fenêtres scellés sur les cotés mais non par le dessous
- Murs extérieurs en maçonnerie courante, briques ou parpaings, maçonnés avec
trop de jeu
- etc...
La lame d'air créée par les plots de colle de l'isolant favorise l'entrée et la
circulation de cet air parasite et outre les traces de saletés qu'il est
possible d'observer aux liaisons murs-plancher, cet air peut perturber le bon
fonctionnement de la ventilation et donc le confort. Dans les bâtiments de forte
perméabilité un inconfort peut même en résulter (courants d'air gênants).
Les conduits de cheminée à feu ouvert font partie de la perméabilité du logement
mais compter qu'en période de non fonctionnement.
Note :
Les formules ont été simplifiées pour faciliter les calculs mais elles
permettent toutefois d'obtenir des résultats satisfaisants.
Le coefficient de déperdition par renouvellement d'air HV, en W/K,
est calculer par la formule suivante :
HV = qven x 0,34
qven est le débit d'air équivalent transitant dans le logement
0,34 est la capacité thermique volumique de l'air en Wh/m3.K
qven = qvfenb + qvfenc + qvcomb + qvvmc
+ qvperm + qvcondext
(Si un ou plusieurs des débits ne sont pas utilisés, il ont pour valeur 0)
- qvfenb est le débit d'air d'aération quand les fenêtres sont
utilisées comme système de ventilation d'hygiène (pour chaque pièce)
qvfenb = 1,8 x Dhyg
Dhyg est le débit d'hygiène (voir tableaux plus haut)
- qvfenc est le débit supplémentaire dans le cas où
l'ouverture des fenêtres vient en complément du système spécifique (aspect
comportemental de l'occupant)
qvfenc = 1800 x (0,01 x Sp) x Fouv x vfen
Sp est la surface de la pièce
Fouv = 0,6 x =Max[0 ; ((Te / 25) + 0,2)]
vfen = (0,026 + 0,00525 x DeltaT) x 0,5
- qvcomb est le débit supplémentaire extrait lié au fonctionnement
des appareils à combustion quand ils se trouvent dans les pièces chauffées.
qvcomb = 0,002 x Ppp pour les VMC gaz, et 0,003
x Ppp pour les autres
Ppp est la puissance fournie par le système de chauffage
Ppp = 1,2 x (HT + HV) x DeltaT
HT est le coefficient de déperdition par transmission. Afin de
simplifier, il est possible d'utiliser la formule utilisant le coefficient Ubât de la page "Calculs simplifiés
des déperditions" (2ème méthode)
HV est le coefficient de déperdition par renouvellement d'air. Comme
il est le coefficient qui est en cour de calcul, il est possible d'utiliser les
débits d'hygiène QM majorés de 30 % pour tenir compte des autres déperditions.
DeltaT est la différence de température entre celle de la pièce et celle de base
- qvvmc est le débit d'air extrait par la ventilation mécanique (VMC)
Le débit qvvmc est corrigé par les coefficients Cd et Cfr
comme suit :
Le coefficient de dépassement Cd est un facteur multiplicatif des
débits d'hygiène visant à prendre en compte les contraintes de dimensionnement
de l'installation de ventilation et la dispersion des caractéristiques de
composants. Cd = 1,15 dans le cas où le matériel est certifié, 1,30
dans les autres cas.
Le coefficient de fuite du réseau Cfr est une valeur par défaut; 0,833
en basse pression (< 20 Pa) ou 2,5 dans les autres cas.
qvvmc = Dhyg x Cd x Cfr
- qvperm est le débit de fuite de l'enveloppe.
qvperm = AT x Cperm
La perméabilité de l'enveloppe est représentée par le débit de fuite (en
m3/h) sous une dépression de 4 pascals par m² de surface de l'enveloppe. La
surface de l'enveloppe considérée est la surface des parois déperditives AT
(AT est la surface intérieure totale des parois qui séparent le
volume chauffé de l'extérieur, du sol et des locaux non chauffés, en m²)
dont on exclut les planchers bas.
La valeur par défaut de la perméabilité de l'enveloppe (en m3/h.m²
sous 4 Pa) est calculée en multipliant la surface d'enveloppe (AT),
telle que définie à l'article 16 de l'arrêté, par la valeur de perméabilité
donnée dans le tableau suivant :
Usage |
Perméabilité par défaut en m3/m²(Cperm) |
Logements individuels |
1,3 |
Logements collectifs |
1,7 |
Autres
usages |
3 |
- qvcondext est le débit d'air extrait par les
conduits à tirage naturel. Pour connaître le débit, il faut connaître les
différentes pertes de charge, perte de charge linéique du conduit DeltaPcond,
perte de charge singulière des coudes DeltaPcoude,
perte de charge singulière de la bouche DeltaPbouche. Ainsi que la force motrice due à la différence de
densité entre l'air chaud du logement et l'air extérieur DeltaPmot.
MasseAirFroid = 1,293 x 273,15 / (273,15 + Te)
MasseAirChaud = 1,293 x 273,15 / (273,15 + Ti)
Te et Ti étant respectivement la température extérieure et intérieure (les valeurs
moyennes pour les calculs sont, Ti = 20°C et Te = 0°C)
soit, MasseAirFroid = 1,293 x 273,15 / (273,15 + 0) = 1,293 kg/m3
et MasseAirChaud = 1,293 x 273,15 / (273,15 + 20) = 1,204786 kg/m3
La dépression motrice est donc égale à DeltaPmot = (1,293 - 1,204786) x h x g, où h est la hauteur en m du conduit de ventilation
de l'axe de la bouche au haut du conduit et g l'accélération de la pesanteur
égale à 9,81 m/s². Ceci nous donne un coefficient de (1,293 - 1,204786) x 9,81 =
0,865 Pa/m. Comme les valeurs par défaut sont Ti = 20°C et Te = 0°C, il suffit
de multiplier 0,865 par la hauteur du conduit pour obtenir la dépression motrice
DeltaPmot.
Si le conduit est de forme rectangulaire ou carré, son diamètre équivalent Déquiv
doit être utilisé
Déquiv = 4 x A / P, où A est la section en m² du
conduit et P le périmètre en m
Pour obtenir les différentes pertes de charge, utiliser les formules suivantes :
DeltaPcond = 1,5 x 0,05 x L / Déquiv x MasseAirChaud
/ 2 x v2, où
v est la vitesse en m/s et L la longueur du conduit (si il y a des coudes, L est
<> de h)
DeltaPcoude = 1,15 x MasseAirChaud / 2 x v2 x Nbcoude, où Nbcoude
est le nombre de coudes
DeltaPbouche = 2,5 x MasseAirChaud / 2 x v2
Les pertes de charge et la dépression sont en Pa (Pascal) pour des mBars,
diviser par 100
Pour connaître le débit en m3/h, il est nécessaire de connaître la
vitesse en m/s. Comme les pertes de charge sont fonction de la vitesse de l'air
dans le conduit, une vitesse limite ne peut être dépassée. Ce qui veut dire que
la perte de charge totale ne pourra excéder la dépression = à DeltaPmot.
Il va donc falloir procéder par itération pour trouver la vitesse du fluide sans
pour autant dépasser la dépression motrice. Pour cet exercice, un outil
informatique est conseillé.
Une fois la vitesse connue, il suffit d'utiliser la formule suivante pour
connaître le débit en m3/h :
Débit = v x S x 3600
Exemple :
h = 7 m
L = 8 m
S = 0,2 x 0,2 = 0,04 m²
Nbcoude = 2
Pmot = 0,865 x 7 = 6,05 Pa
P = 0,2 x 4 = 0,8 m
Déquiv = 4 x 0,04 / 0,8 = 0,2 m
à l'aide d'un tableur, la vitesse obtenue par itérations successives pour une
perte de charge totale n'excédant pas 6,05 Pa (6,0577 Pa) est de 1,135 m/s, ce qui
donne comme pertes de charge pour chaque poste :
DeltaPcond = 1.5 x 0.05 x L / 0,2 x 1,204786 / 2 x v² = 2,33
DeltaPcoude = 1,15 x 1,204786 / 2 x v2 x 2 = 1,78
DeltaPbouche = 2,5 x 1,204786 / 2 x v2
= 1,94
Ceci donne une perte de charge totale de 2,33 + 1,78 + 1,94 = 6,05 Pa qui est
égale à la dépression motrice.
Le débit en m3/h est donc de qvcondext = 1,135 x 0,04 x 3600 = 163,44 m3/h
Une fois tous les débits obtenus, utiliser la formule
HV = qven x 0,34 pour avoir la valeur en W/K et pour
connaître les déperditions thermiques par rapport aux conditions extérieures de
base il suffit d'utiliser la formule suivante :
DV =
HV x DeltaT, DeltaT étant la différence de température entre celle du
logement et celle de base (voir la page "Température de
base").
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