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Norme belge

EN 13384-2:2015+A1:2019

NBN EN 13384-2:2015+A1:2019

Conduits de fumée - Méthodes de calcul thermo-aéraulique -

Partie 2: Conduits de fumée desservant plus d'un appareil à

combustion

Valable à partir de 24-07-2019

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NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM EUROPEAN STANDARD

EN 13384-2:2015+A1 Juillet 2019

ICS 91.060.40 Remplace l' EN 13384-2:2015Version Française Conduits de fumée - Méthodes de calcul thermo-aéraulique - Partie 2: Conduits de fumée desservant plus d'un appareil à combustion Abgasanlagen - Wärme- und strömungstechnische Berechnungsverfahren - Teil 2: Abgasanlagen mit mehreren Verbrennungseinrichtungen Chimneys - Thermal and fluid dynamic calculation methods - Part 2: Chimneys serving more than one combustion appliance

La présente Norme européenne a été adoptée par le CEN le 24 Janvier 2015 et comprend l'amendement 1 adopté par le CEN le 27 Avril 2019. Les membres du CEN sont tenus de se soumettre au Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, qui définit les conditions dans lesquelles doit être attribué, sans modification, le statut de norme nationale à la Norme européenne. Les listes mises à jour et les références bibliographiques relatives à ces normes nationales peuvent être obtenues auprès du Centre de Gestion du CEN-CENELEC ou auprès des membres du CEN. La présente Norme européenne existe en trois versions officielles (allemand, anglais, français). Une version dans une autre langue faite par traduction sous la responsabilité d'un membre du CEN dans sa langue nationale et notifiée au Centre de Gestion du CEN-CENELEC, a le même statut que les versions officielles. Les membres du CEN sont les organismes nationaux de normalisation des pays suivants: Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Chypre, Croatie, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République de Macédoine du Nord, République de Serbie, République Tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Slovaquie, Slovénie, Suède, Suisse et Turquie.

C O M I T É E U R O P É E N D E N O R M A L I S A T I O NE U R O P Ä I S C H E S K O M I T E E F Ü R N O R M U N G EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION CEN-CENELEC Management Centre: Rue de la Science 23, B-1040 Bruxelles

© 2019 CEN Tous droits d'exploitation sous quelque forme et de quelque manière que ce soit réservés dans le monde entier aux membres nationaux du CEN. Réf. n° EN 13384-2:2015+A1:2019 F

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Sommaire

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Avant-propos européen ................................................................................................................... 5

Introduction ..................................................................................................................................... 7

1 Domaine d'application ......................................................................................................... 8

2 Références normatives ......................................................................................................... 8

3 Termes et définitions ........................................................................................................... 9

4 Symboles et abréviations généraux.................................................................................... 10

5 Méthode de calcul ............................................................................................................... 11 5.1 Principes généraux ............................................................................................................. 11 5.2 Condition d'équilibre des pressions ................................................................................... 13 5.2.1 Conduits de fumée fonctionnant sous pression négative ................................................... 13 5.2.2 Conduits de fumée sous pression positive ......................................................................... 14 5.3 Exigence relative au débit massique .................................................................................. 15 5.4 Exigences de pression ......................................................................................................... 16 5.4.1 Conduits de fumée fonctionnant sous pression négative ................................................... 16 5.4.2 Conduits de fumée sous pression positive ......................................................................... 17 5.5 Exigence relative à la température ..................................................................................... 18 5.6 Méthode de calcul ............................................................................................................... 19

6 Données relatives aux fumées caractérisant !l'appareil à combustion" .................... 21

7 Données relatives au conduit d’évacuation et aux conduits de raccordement .................. 23

8 Données fondamentales du calcul ...................................................................................... 23 8.1 Généralités.......................................................................................................................... 23 8.2 Températures de l’air ......................................................................................................... 23 8.2.1 Température de l’air extérieur (TL) ................................................................................... 23 8.2.2 Température de l’air ambiant (Tu) ..................................................................................... 23 8.3 Pression de l’air extérieur (pL) ........................................................................................... 23 8.4 Constante des gaz ............................................................................................................... 23 8.4.1 Constante des gaz de l'air (RL) ............................................................................................ 23 8.4.2 Constante des gaz des fumées (R) ...................................................................................... 24 8.5 Masse volumique de l'air (ρL) ............................................................................................. 24 8.6 Capacité calorifique spécifique des fumées (cp) ................................................................. 24 8.7 Teneur en vapeur d'eau (σ(H2O),j) et température de condensation (Tsp) ......................... 24 8.8 Facteur de correction de l'instabilité de température (SH) ................................................ 24 8.9 Coefficient de sécurité de débit (SE) ................................................................................... 24 8.10 Coefficient extérieur de transfert thermique ..................................................................... 24

9 Détermination des températures ....................................................................................... 25

10 Calcul des mélanges ............................................................................................................ 27 10.1 Généralités.......................................................................................................................... 27 10.2 Débit massique des fumées (

j,m ) ........................................................................................ 27

10.3 Température des fumées au niveau de l’admission dans le segment de conduit de fumée (Te,j) .......................................................................................................................... 27

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10.4 Teneur en CO2 des fumées dans le segment de conduit de fumée (σ(CO2),j) ...................... 27 10.5 Teneur en H2O des fumées (σ(H2O),j) ................................................................................. 27 10.6 Constante des gaz des fumées (R,j) ...................................................................................... 28 10.7 Données sur les fumées ...................................................................................................... 28 10.7.1 Capacité calorifique spécifique (cpV,j), (cp,j) ......................................................................... 28 10.7.2 Conductivité thermique des fumées (λAV,j), (λA,j) ................................................................ 28 10.7.3 Viscosité dynamique (ηAV,j), (ηA,j) ........................................................................................ 29 10.7.4 Température de condensation (TSP) ................................................................................... 30

11 Masse volumique et vitesse des fumées ............................................................................. 30

12 Détermination des pressions ............................................................................................. 31 12.1 Pressions au niveau de chaque admission dans les segments de conduit de fumée .......... 31 12.1.1 Tirage .................................................................................................................................. 31 12.1.2 Pression positive ................................................................................................................ 31 12.1.3 Tirage dû à l'effet de cheminée dans le segment de conduit de fumée (PH,j) ...................... 31 12.1.4 Perte de charge dans le segment de conduit de fumée (PR,j) .............................................. 31 12.2 Tirage minimal requis au niveau de l’admission des fumées dans le conduit et tirage

maximal autorisé (PZe et PZemax), et pression différentielle maximale et minimale au niveau de l’admission des fumées dans le conduit (PZOe et PZOemin) .................................... 34

12.2.1 Tirage minimal requis et maximal autorisé ....................................................................... 34 12.2.2 Pression différentielle maximale disponible et minimale autorisée ................................. 34 12.2.3 Perte de charge calculée du conduit de raccordement des fumées (PV,j) ........................... 34 12.2.4 Perte de charge calculée de l'alimentation en air (PBc,j) ..................................................... 37

13 Température de la paroi intérieure ................................................................................... 37

14 Installations en cascade ...................................................................................................... 38 14.1 Principe de la méthode de calcul ........................................................................................ 38 14.2 Condition d'équilibre des pressions ................................................................................... 39 14.2.1 Installation en cascade fonctionnant sous pression négative ............................................ 39 14.2.2 Installation en cascade fonctionnant sous pression positive ............................................. 40 14.3 Exigence relative au débit massique .................................................................................. 41 14.4 Exigences de pression ......................................................................................................... 42 14.4.1 Conduits de fumée fonctionnant sous pression négative ................................................... 42 14.4.2 Conduits de fumée sous pression positive ......................................................................... 43 14.5 Exigence relative à la température ..................................................................................... 44 14.6 Méthode de calcul ............................................................................................................... 44 14.7 Pression à la sortie du conduit de raccordement et pression à l'admission des

fumées dans le segment de collecteur ................................................................................ 44 14.7.1 Pression à l'admission des fumées dans le segment de collecteur (PZC,j,l ou PZOC,j,l) ........... 44 14.7.2 Pressions requise ou disponible à la sortie du conduit de raccordement (PZeC,j,l,

PZeOC,j,l) ................................................................................................................................. 48 14.8 Température de la paroi intérieure (TiobC,j,l) ...................................................................... 50

15 Conduits d’évacuation des produits de combustion et d’amenée d’air comburant ........... 50 15.1 Principe de la méthode de calcul ........................................................................................ 50 15.2 Condition d'équilibre des pressions ................................................................................... 51 15.3 Exigence relative au débit massique .................................................................................. 51 15.4 Exigences de pression ......................................................................................................... 51 15.4.1 Conduits de fumée sous pression négative ......................................................................... 51 15.4.2 Conduits de fumée sous pression positive ......................................................................... 52 15.5 Exigences relatives à la température ................................................................................. 54 15.6 Méthode de calcul pour les conduits d’évacuation des produits de combustion et

d’amenée d’air comburant .................................................................................................. 54 15.7 Débit massique de l'air !de combustion" .................................................................... 56

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15.8 Détermination des températures dans les conduits d'évacuation des produits de combustion et d’amenée d’air comburant .......................................................................... 56

15.8.1 Conduits séparés ................................................................................................................ 56 15.8.2 Conduits concentriques ...................................................................................................... 57 15.8.3 Conduits de raccordement concentriques ......................................................................... 64 15.9 Pressions des conduits d’air comburant ............................................................................ 71 15.9.1 Tirage dû à l'effet de cheminée dans le conduit d’air comburant du segment de

conduit de fumée j .............................................................................................................. 71 15.9.2 Tirage dû à l'effet de cheminée du conduit d’air comburant des conduits de

raccordement ..................................................................................................................... 72 15.9.3 Perte de charge du conduit d’air comburant du segment de conduit de fumée j (PRB,j) ..... 72 15.9.4 Perte de charge du conduit d’air comburant du conduit de raccordement (PRBV,j) ............ 74 15.10 Masse volumique et vitesse de l'air !de combustion" ................................................. 76 15.10.1 Masse volumique et vitesse moyennes de l'air !de combustion"

dans le conduit d’air comburant sur la longueur du segment de conduit de fumée .......... 76 15.10.2 Masse volumique et vitesse moyennes de l'air !de combustion"

sur la longueur des conduits de raccordement .................................................................. 77

16 Prise en compte des ventilateurs de conduits de fumée .................................................... 78 16.1 Généralités.......................................................................................................................... 78 16.2 Ventilateurs intégrés sur le parcours du conduit............................................................... 79 16.3 Extracteurs ......................................................................................................................... 80

Annexe A (informative) Recommandations .................................................................................. 81 A.1 Généralités.......................................................................................................................... 81 A.2 Recommandations pour le conduit d’évacuation et les !appareils à combustion" .... 81 A.3 Recommandations pour les conduits de raccordement ..................................................... 81

Annexe B (informative) Caractéristiques !de l’appareil à combustion" ............................... 82

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Avant-propos européen

Le présent document (EN 13384-2:2015+A1:2019) a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 166 « Conduits de fumée », dont le secrétariat est tenu par ASI.

Cette Norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique, soit par entérinement, au plus tard en janvier 2020, et toutes les normes nationales en contradiction devront être retirées au plus tard en janvier 2020.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. Le CEN ne saurait être tenu pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

Le présent document remplace l’!EN 13384-2:2015".

Le présent document inclut l'Amendement 1 approuvé par le CEN le 26 juin 2019.

Le présent document apporte les changements fondamentaux suivants à l'EN 2003-2:2003+A1:2009 et à l’EN 13384-2:2015+A1:2019 :

correction d'erreurs rédactionnelles ;

correction d'erreurs dans les formules ;

mise à jour dans l'Annexe B des valeurs caractéristiques, pour les !appareils à combustion", des combustibles solides et liquides ;

à propos des mélanges de combustibles, ajout d'une explication sur l'augmentation du point de rosée ;

modification du calcul de la température moyenne de l'alimentation en air pour les conduits non concentriques ;

simplification du processus d'itération pour les appareils ayant un impact faible de pression sur le débit massique des fumées (par exemple, production combinée chaleur et électricité (CHP) avec moteur à combustion) ;

ajout d'un mode opératoire pour le calcul des ventilateurs intégrés au sein des conduits de fumée ;

remplacement de « générateur de chaleur » par « appareil à combustion » ;

remplacement de « air d'alimentation » par « air de combustion » ;

nouveau tableau relatif aux spécifications pour les chaudières à gaz de Type C(10).

La présente norme fait partie d'une série de normes préparées par le CEN/TC 166, comportant des normes de produits et des normes de réalisation pour les conduits de fumée.

La présente norme ne considère pas les règles d’installations nationales.

Le présent document a été élaboré dans le cadre d'un mandat donné au CEN par la Commission européenne et l'Association européenne de libre-échange.

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Le début et la fin du texte ajouté ou modifié par l'amendement est indiqué dans le texte par les repères !".

La présente Norme européenne « Conduits de fumée — Méthodes de calcul thermo-aéraulique » se compose de trois parties :

Partie 1 : Conduits de fumée ne desservant qu’un seul appareil à combustion

Partie 2 : Conduits de fumée desservant plus d'un appareil à combustion

Partie 3 : Méthodes d'élaboration d’abaques et de tableaux pour les conduits de fumée desservant un seul appareil de chauffage

Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants sont tenus de mettre cette Norme européenne en application : Allemagne, ancienne République yougoslave de Macédoine, Autriche, Belgique, Bulgarie, Croatie, Chypre, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Islande, Italie, Lettonie, Lituanie, Luxembourg, Malte, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Roumanie, Royaume-Uni, Serbie, Slovaquie, Slovénie, Suède, Suisse et Turquie.

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Introduction

Les calculs décrits dans la présente norme sont complexes et le meilleur moyen de les résoudre consiste à utiliser un programme informatique. Les principes généraux de la méthode de calcul de l’EN 13384-1 s’appliquent également à la présente norme.

La présente norme vient à l'appui des normes de réalisation pour l'installation d'un conduit d’évacuation desservant plusieurs !appareils à combustion".

La norme de réalisation définit des limitations et des considérations de sécurité associées à la conception, à l'installation, à la mise en service et à l'entretien d'un conduit d’évacuation desservant plusieurs !appareils à combustion" (ces points ne sont pas traités dans la méthode de calcul).

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1 Domaine d'application

La présente partie de l’EN 13384 définit des méthodes de calcul des caractéristiques thermo-aérauliques de conduits de fumée desservant plusieurs !appareils à combustion".

Cette partie de l’EN 13384 traite des deux cas suivants :

a) cas où le conduit d’évacuation est relié à plusieurs conduits de raccordement partant d'un ou de plusieurs générateurs de chaleur dans un système multi-entrée ; ou

b) cas où le conduit d’évacuation est relié à un seul conduit de raccordement reliant plusieurs générateurs de chaleur dans un système en cascade.

Le cas du système multi-entrée en cascade est couvert par le cas a).

La présente partie de l'EN 13384 traite des conduits de fumée fonctionnant dans des conditions de pression négative (il peut y avoir une pression positive dans le conduit de raccordement) et des conduits de fumée fonctionnant dans des conditions de pression positive ; elle s'applique à des conduits desservant des !appareils à combustion" pour combustibles liquides, gazeux et solides.

Cette partie de l’EN 13384 ne s'applique pas aux conduits de fumée suivants :

conduits de fumée présentant une résistance thermique différente ou une section différente dans les différents segments. Cette partie ne s’applique pas pour le calcul du gain énergétique ;

conduits avec foyer ouvert, par exemple conduits de cheminées d'appartements ou entrées de conduits de fumée normalement conçues pour fonctionner ouvertes sur la pièce ;

conduits desservant différentes sortes !d’appareils à combustion" : appareils à tirage naturel, ventilés, à tirage forcé ou à moteur à combustion. Les appareils ventilés possédant un coupe-tirage entre le ventilateur et le conduit d’évacuation sont considérés comme des appareils à tirage naturel ;

conduits multi-entrées desservant plus de cinq étages. (Ceci ne s'applique pas aux conduits d’évacuation des produits de combustion et d’amenée d’air comburant) ;

conduits desservant des !appareils à combustion" alimentés à l'air libre par l'intermédiaire d'ouvertures de ventilation ou de conduits aérauliques, qui ne sont pas installés dans la même zone de pression d'alimentation en air (par exemple du même côté du bâtiment).

Pour les conduits de fumée sous pression positive, cette partie ne s’applique que si chaque !appareil à combustion" qui est arrêté peut être isolé pour éviter un refoulement des fumées.

2 Références normatives

Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).

EN 1443:2003, Conduits de fumée — Exigences générales

EN 13384-1:2015+A1:2019, Conduits de fumée — Méthodes de calcul thermo-aéraulique — Partie 1 : Conduits de fumée ne desservant qu'un seul appareil

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