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4.5 Consommation d’énergie, besoin d’air frais et renouvellement de l’air

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Le flux des déperditions thermiques par renouvellement d’air vaut:

(4.29)

A cause des nombreux paramètres qui affectent le renouvellement de l’air (par exemple: type de joints, caissons de stores inétanches, inétanchéités de l’enveloppe du bâtiment, comportement des utilisateurs, installations d’extraction d’air etc.), il peut être avantageux, pour estimer les déperditions de chaleur par renouvellement d’air, de se réfèrer à des valeurs expérimentales obtenues par des campagnes de mesures (voir tableau 4.10).

Tab. 4.8: Résumé des grandeurs caractéristiques servant à décrire la qualité d ‘une ventilation pour trois modes fondamentaux de ventilation (*), voir Fig. 4.23: Ventilation par déplacement (DEP), ventilation par dilution (DIL) et ventilation en court-circuit (VCC)

Quand les températures extérieures sont basses, on ventile généralement moins que durant l’entre-saison. Pour effectuer des bilans énergétiques mensuels, on peut employer une évolution saisonnière du taux de renouvellement d’air (moyenne mensuelle, avec effet des utilisateurs) selon le tableau qui suit [4.16].

Tab. 4.9: Taux de renouvellement d’air « relatif »pour comparaison entre taux de renouvellement mensuels et taux de renouvellement moyen sur la période de chauffage, avec effet utilisateur

La tendance actuelle à minimiser les déperditions d’énergie par un meilleur colmatage des joints et des inétanchéités ainsi qu’à améliorer la protection contre le bruit – avant tout pour les fenêtres et portes – peut conduire à une qualité d’air insuffisante (teneur en CO2, concentration de Radon, odeurs etc.) suite à un manque d’apports en air frais. D’après les connaissances actuelles en matière d’hygiène de l’air, les locaux servant au séjour des personnes doivent être alimentés par des quantités d’air frais minimales de (12–15) m3 · h–1 · Per–1. Les locaux avec fumeurs nécessitent des quantités d’air frais environ doubles [4.14].

Pour les habitations qui respectent les exigences actuelles sur l’isolation thermique, un renouvellement d’air de (0,3–0,4) h–1 ou (0,4–0,6) h–1 sans ou respectivement avec prise en compte du comportement des utilisateurs convient. Pour éviter d’éventuels condensats de surface à proximité des ponts thermiques critiques, des taux de renouvellement d’air plus élevés sont parfois requis.

Tab. 4.10: Taux de renouvellement d’air moyen na, B h–1 durant la saison de chauffage sur la base d’un comportement standard des utilisateurs [4.12]

Par ce que l’on dénomme une aération sporadique, (aération de courte durée, entre 3 et 5 minutes) l’air de la pièce peut être renouvelé en peu de temps et avec de faibles pertes thermiques (pas ou peu de refroidissement des éléments de construction intérieurs qui stockent de la chaleur!).

Pour l’appréciation de l’étanchéité à l’air de l’ensemble de l’enveloppe du bâtiment, on peut empoyer ce que l’on dénomme la valeur na,50 qui indique le taux de renouvellement d’air global mesuré lorsqu’une différence de pression stationnaire de 50 Pa est maintenue artificiellement autour de l’enveloppe du bâtiment. La valeur na,50 s’obtient relativement facilement par ce qu’on appelle une mesure de pressurisation et procure une bonne description de l’étanchéité à l’air de l’ensemble de l’enveloppe du bâtiment. Sur la base de mesures et d’expériences, les valeurs na,50 suivantes sont recommandées pour les bâtiments résidentiels thermiquement bien isolés [4.13]:

Tab. 4.11: Taux de renouvellement d’air moyens sous une différence de pression standard recommandés pour les bâtiments résidentiels thermiqument bien isolés

Pour évaluer les taux de renouvellement d’air dans les conditions naturelles, les valeurs na,B à employer doivent cependant être déterminées par des observations statistiques ou des calculs plus précis.

A la place du taux de renouvellement d’air na,50 les nouvelles normes utilisent la perméabilité spécifique de l’enveloppe qa,50. Cette valeur décrit le débit de fuite d’air qv,50 rapporté à l’aire de l’enveloppe du bâtiment dans des conditions normales et sous une différence de pression de 50 Pa:

(4.30)

La valeur na,50 est liée à la perméabilité spécifique qa,50 de la manière suivante:

(4.31)

Le diagramme suivant, développé à l’EMPA, permet une première estimation grossière des taux de renouvellement d’air moyens sur la base des valeurs mesurées na,50 [4.18]. Dans la version présentée ici, cette méthode est applicable pour des bâtiments bas et hauts.

Diagramme pour l'estimation du renouvellement d'air moyen dans les bâtiments résidentiels en fonction des valeurs na,50
Fig. 4.26: Diagramme pour l’estimation du renouvellement d’air moyen dans les bâtiments résidentiels en fonction des valeurs na,50 (lignes continues: plan avec fenêtres sur 3 ou 4 façades; lignes pointillées : fenêtres sur deux façades; vitesses du vent à proximité du bâtiment; pour des bâtiments protégés du vent, les vitesses de vent déterminées pour une zone libre de construction doivent préalablement être réduites en conséquence)

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