Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Samuel Caillou Division Climat, Equipements et Performance Energétique CSTC - Centre Scientifique et Technique de la Construction
Ventilation mécanique : Mesure et réglage des débits;
Hygiène, encrassement et entretien
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure des débits
2
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Pourquoi mesurer et régler les débits?
Deux exemples de mesures sur site:
Pourquoi mesurer?
Effectuer le réglage
Vérifier le fonctionnement réel
Repérer une grosse erreur
Débit (m³/h)
Kitchen
Toilet
Bath
room
Washro
om
Sto
rage
Tota
l
Exigence 75 25 50 50 - 200
Exemple 1 60 2 54 10 82 208
Exemple 2 9 3 13 11 4 40
Réglage?!
Trop faibles!
Mauvaise Qualité de l’air!
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Grosses erreurs: Exemples typiques
Grosse fuite
Caisson silencieux mal fermé
Raccord non connecté
Toutes les bouches presque fermées
Groupe à un débit trop faible (<<100%)
Locaux sans exigence avec débit élevé
Ex réel: 50 m³/h grenier et 20 m³/h living!
4
Toujours mesurer A LA FIN (après toutes les modifications!)
3
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Pourquoi mesurer et régler les débits?
Pour avoir le bon débit au bon endroit
Qualité d’air santé
Confort
Pour un bon équilibre entre alimentation et évacuation (système D)
Energie – Récupération de chaleur
5
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Réglage et mesure des débits dans la PEB
D’abord il faut des débits conformes Débit mesuré > ou = débit minimum exigé
Possibilité de réduction du niveau Ew
via facteur m et récupération de chaleur (pour D uniquement)
Rem: mesure aussi exigée dans certains cas Primes CALE (Construire avec l’énergie)
6
Système Niveau Ew
B Jusque ~5 points
C Jusque ~5 points
D Jusque ~10 points
4
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Comment mesurer les débits?
Quelle méthode pour quel résultat?
Bien plus difficile que des mesures avec un mètre ou une balance…
Attention, avec certaines méthodes et dans certaines conditions
Plus de 50% d’erreur!!
7
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure débits en pratique
Quelle méthode – instrument ?
Fiabilité – erreur de mesure !
Disponibilité
Facilité d’utilisation (sur chantier…)
Prix
Qui est responsable ?
Mesureur (installateur, rapporteur, autre)
• Attention, mesure = tâche délicate…
Fabricant instrument de mesure ?
• Mesureur fait confiance au certificat de calibration du fabricant…
8 00/00/
2006 Titre de la présentation
5
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Vue d’ensemble des méthodes
1) Au niveau de la bouche 2) En conduit
3) Au niveau de la bouche avec conduit supplémentaire
4) Pression sur un composant installé
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure au niveau de la bouche
Anémomètre à hélice
Grand diamètre, 100 mm
Petit ou grand cône
6
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure au niveau de la bouche
Petite sonde dans un cône spécifique
Soit petite hélice de 16 mm
Soit fil chaud
Cône spécifique: forme, orifice pour la sonde
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure au niveau de la bouche
Compensation de pression, type FlowFinder ou FlowFinder mk2
Stabilisation du flux grâce à une grille
Compensation de la perte de charge avec un ventilateur intégré à l’appareil
7
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure au niveau de la bouche
Compensation de pression, type DIFF
Stabilisation du flux avec un long cône et des diffuseurs
Pas de grille de stabilisation
Idem, compensation de la perte de charge avec un ventilateur intégré à l’appareil
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Conditions normales
Bouche classique
Flux symétrique
Bouche suffisamment ouverte
8
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Conditions spéciales
Bouche particulière
Flux latéral
Secteur propre
Bouche particulièrement fermée
Ou combinaison
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
En alimentation: attention!
Compensation Anémomètre À hélice
Petite sonde Dans un cône
Avec Grille
Sans Grille
Grand Cône
Petit Cône
Fil chaud
Anémo. À hélice
Conditions normales Conditions spéciales
16
9
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
En évacuation
Conditions normales Conditions spéciales (bouches très fermées)
Compensation Anémomètre À hélice
Petite sonde Dans un cône
Avec Grille
Sans Grille
Grand Cône
Petit Cône
Fil chaud
Anémo. À hélice
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Vue d’ensemble
Evacuation Alimentation
Bouche normalement
ouverte
Bouche très fermée
Bouche classique + ouverte + centré
Instrument non centré
Bouche spéciale
OU fermée
Compensation Avec grille v v v v v
Compensation Sans grille v x v nvt x
Anémomètre hélice Petit cône v ! v nvt x
Anémomètre hélice Grand ône v v v x !
Petite sonde dans un ône x x x x x
10
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Solution Compensation + grille (FlowFinder)
Bon dans toutes les conditions!
Alimentation ou évacuation
Pour toutes les bouches et conditions
MAIS point clé = grille stabilisatrice
Compensation ne suffit pas
Stabilisation (grille) est nécessaire
Compensation sert à compenser la perte de charge de la grille
Insuffisant (sans grille)
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Solution grande hélice avec un cône
Evacuation
Ok, 10-15% d’erreur
Alimentation
Pas de flux asymétrique ou latéral!
Pas de bouches presque fermées!
Grand cône
Appareil bien centré!!
! Placement des bouches
11
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Non alignement instrument et bouche
Compensation Anémomètre à hélice Avec grand cône
Exemples pour 2 bouches différentes (alimentation, 50 m³/h)
Centre Coin 1 Coin 2
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure en conduit
Type de sonde
Sonde thermique
Anémomètre petite hélice (16 mm)
Tube de Pitot
• vitesse > 2.5-3 m/s!
12
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure en conduit
Mesure idéale
Longueur droite avant: > 40 x diamètre !
Plusieurs points de mesure (cfr EN 12599)
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure en conduit
Solution pratique, diamètre <= 160 mm
Longueur droite min: 10 x diamètre
Un seul point de mesure, au centre
Correction “Pipe factor” (profil de vitesses)
• Valeurs courantes: 0.85 à 0.90
• Dépend du Re (vitesse)
• Dépend de la longueur droite
13
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Mesure en conduit
En général, erreur < 10-15% Mais dépend du choix du “pipe factor”
Mais, plusieurs inconvénients… Conduit doit être accessible
Longueur droite minimum (10 x D) avant
Condition sur la vitesse
• Fil chaud: ok
• Anémomètre à hélice: pas < 1 m/s
• Tube de pitot tube: > 2.5 – 3 m/s
Position, orientation, étanchéité du trou, etc.
Calcul nécessaire (correction “pipe factor”)
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Méthode alternative “en conduit”
But
Utiliser la méthode “en conduit” au niveau de la bouche
14
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Méthode alternative “en conduit”
Conditions
Stabilisation sur une longueur plus courte si réductions
Ex: diamètre 80 mm: longueur min 80 cm nécessaire
Limité à des débits inférieurs à 75-100 m³/h pour limiter la perte de charge
Pipe factor: 0.90
Mais…
Pas très pratique…
Idem “en conduit”: centrage, calculs, etc.
Pas en évacuation!
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Pression sur un composant installé
Principe:
Mesure d’une différence de pression
Sur un composant “déprimogène”
Exemples de composants
Bouche
Plenum box + grille
Clapet de mesure (et réglage)
Echangeur de chaleur
(KVR)
(ventilateur)
Etc…
15
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Pression sur un composant installé
Limitations
Données produits fiables sont nécessaires!!
• Le composant = instrument de mesure!
• Fabricant du composant est aussi impliqué (+ mesureur + fabricant manomètre)
Doit être prévu lors conception/installation
Peut créer une perte de charge supplémentaire
Ce composant doit rester accessible
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Recommandations générales
Appareil de mesure centré par rapport à la bouche
Mesure moyenne sur un certain temps
Par ex. 5 à 10 secondes
Attention seulement sur certains appareils
Répéter la mesure plusieurs fois
Si il y a un doute sur le résultat
16
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Installer des bouches MESURABLES!
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
17
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Méthodes de réglage des débits
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Objectifs du réglage des débits
Atteindre le bon débit dans chaque local
Le plus près possible du débit de conception
Mais toujours au moins le débit min exigé
Assurer l’équilibre pulsion/évacuation (D)
Tout ça en limitant les pertes de charge et la production de bruit
Bouches le plus ouvertes que possible
Limiter la vitesse du ventilateur
18
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Méthodes disponibles
Précision
Du
rée
Méthode « intuitive »
Méthode classique
Méthode simplifiée
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Méthode « intuitive »
Principe
On règle chaque bouche individuellement pour atteindre le débit de conception
Mais le réglage d’une bouche modifie le débit dans toutes les autres bouches!
Plusieurs passages sont donc nécessaires…
Inconvénients
Non systématique: risque de perte de temps
Aucun feedback pendant le réglage
Aucune garantie de résultat!
A déconseiller
19
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Méthode classique
Principe
Hypothèse: variation proportionnelle des débits dans les différentes branches
But: mêmes rapports mesuré/conception dans chaque bouche
Réglage de chaque bouche: par itération en comparant les rapports avec la bouche de référence
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Méthode classique
Avantage
Très efficace
Même pour un grand nombre de bouches
Inconvénients
Méthode très longue
Nombreux aller-retour entre bouches
…
20
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Proposition méthode simplifiée
Précision
Du
rée
Nouvelle méthode Méthode
« intuitive »
Méthode classique Méthode simplifiée:
→Réduire la durée du réglage →Sans trop perdre en précision
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Méthode simplifiée
Principe
Idem méthode classique: rapports identiques
Particularité: les itérations sont remplacées par des prédictions obtenues par calcul gain de temps!
21
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Prédiction des valeurs de réglage ?
But
Calculer le débit à atteindre lors du réglage de chaque bouche individuellement (pas d’itérations)
Hypothèses de base
Pendant le réglage, débit total constant
Lors du réglage d’une bouche, la variation de débit est répartie proportionnellement dans les autres bouches
Sur base des rapports mesuré/conception initiaux (bouches ouvertes), on peut calculer le débit à atteindre dans chaque bouche outil de calcul
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
42
Outil de calcul Identification des locaux
Débits de conception
Débits mesurés bouches ouvertes
Ordre de réglage et débits à atteindre
Vérification des débits et réglage du ventilateur
22
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Illustration
Situation initiales: mesure des débits bouches ouvertes Calcul des rapports mesuré/conception Classement des bouches en fonction de ces rapports
1 5 4 3 2
La bouche n°1 a le rapport le plus petit Cette boucher n°1 doit rester complètement ouverte
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Illustration
Réglage de la bouche n°2 pour atteindre le débit calculé (prédiction) Le rapport mesuré/conception est alors identique pour 2 ET pour 1 (non
mesuré)
1 5 4 3 2 1 5 4 3 2
23
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Illustration
Réglage de la bouche n°3 Le rapport mesuré/conception est alors identique pour 3 ET pour 1
1 5 4 3 2 1 5 4 3 2
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Illustration
Réglage de la bouche n°4 Le rapport mesuré/conception est alors identique pour 4 ET pour 1
1 5 4 3 2 1 5 4 3 2
24
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Illustration
Réglage de la bouche n°5 Le rapport mesuré/conception est alors identique pour 5 ET pour 1
Dernière étape: régler le ventilateur avec une réserve suffisante
1 5 4 3 2 1 5 4 3 2
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Limitations et champs d’application
Limitations des hypothèses Hypothèse de proportionnalité: non valable lorsque
les bouches sont fortement fermées
Le débit total n’est pas constant car la perte de charge augmente
Une petite erreur se propage d’étape en étape
Champs d’application Petites installations: max 10 bouches par branche
Réseau correctement dimensionné
• Ecarts limités entre les rapports mesuré/conception extrêmes
• Max -50% / + 50%
Débit au ventilateur le plus proche possible du débit de conception
25
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Hygiène, encrassement et entretien
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Rappel principes de base ventilation
Evacuer les polluants intérieurs
Humidité, CO2 et bio-effluents, VOC, etc.
Alimenter en air neuf/frais
Air extérieur, normalement peu pollué
Points d’attention
Eviter les sources de polluants dans le système lui-même!
Améliorer la qualité de l’air neuf?
26
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Emplacement prise d’air: exemples
Mauvais exemples…
Prise d’air! Rejet
Aération des eaux usées…
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Prise d’air: problèmes très fréquents!
Problèmes d’odeurs!
Odeurs d’égouts: aération des eaux usées…
Odeurs de combustion/fumée: cheminées
Problèmes de qualité de l’air!
Particules de suie (cheminées)
Moisissures et bactéries (mesures projet Optivent)
Débit d’air neuf réel est réduit (Etude BBA aux Pays-Bas)
27
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Distance prise d’air – autres rejets
Distance suffisante avec les autres rejets
Du même bâtiment
Et des bâtiments voisins!
Types de rejets
Sorties de ventilation
Rejets de hotte, de séchoir, etc.
Evacuations des appareils de combustion
Aération des eaux usées
Etc.
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Distance prise d’air: règle simplifiée
Règle générale: prise d’air
2 m plus bas que tous les autres rejets (ventilation, hotte, chauffage, etc.)
Sur une autre paroi si possible
Exemple pratique
Prise d’air dans une façade
Rejets en toiture
28
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Distance prise d’air: calcul détaillé
Calcul selon NBN EN 13779, annexe A.2.4
Formules pour différents cas typiques
Ex: en toiture, à la même hauteur
Autres cas: voir EN 13779 ou règle simplifiée
450 m³/h min 3.5m…
l m > 0.308 ∗ q (l s )
l = distance en m q = débit en l/s
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Distance “prise d’air” – autres rejets
Aussi pour les ouvertures d’alimentation naturelle des systèmes A et C !
Ouvertures d’alimentation naturelles
Bon exemple
29
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Emplacement prise d’air: autres conseils
Loin de sources de pollution
Animaux, sol,… : min 0.7 – 1 m du sol
Parking, local poubelles, végétation, etc.
Traffic: choix d’une autre façade si possible
Protection contre la pluie
Chapeau de protection
Vitesse d’air max 2 m/s (mais difficile…)
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Filtration: pourquoi filtrer avec système D?
Priorité = protection du système
Min classe G4 (classes selon EN 779)
Qualité et étanchéité du filtre: plus important que la classe!
Bonus = améliorer la qualité de l’air neuf
But: filtrer les particules extérieures:
• PM10, PM2.5, pollen, moisissures, etc.
Seulement possible avec systèmes B et D
Pour atteindre cet objectif, l’enveloppe du bâtiment doit aussi être bien étanche à l’air…
30
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Choix des filtres: protection du système
Attention à l’étanchéité du filtre et caisson de filtre
Eviter les filtres “chaussette”
Choisir une unité bien construite pour éviter les fuites par “by-pass”
Filtre dans le mauvais sens
Mauvais filtre conduits encrassés!
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Choix des filtres: améliorer IAQ (Bonus)
Idem: attention à l’étanchéité du filtre!
Classe filtre
Classe F7
Et préfiltration G3 ou G4
Exemples
Caisson supplémentaire F7 après le groupe
Certains groupes sont couçus avec 2 filtres
Préfiltre G3 en conduit
Préfiltre G3 déposé directement sur le filtre dans le groupe
31
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Prise d’air extérieure = préfiltre?
Treillis grossier
Gros débris: feuilles, etc
Empêche accès petits animaux
Treillis fin?
Plutôt à éviter!
Encrassement très rapide
Perte de charge très élevée (car surface beaucoup plus faible qu’un filtre…)
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Encrassement sur chantier
Protéger tous les composants
Pendant le transport ET stockage
Pendant le montage (autres travaux en cours)
Ne pas utiliser le système de ventilation pour sécher le bâtiment
32
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Entretien (par l’utilisateur)
Filtres
A remplacer min 1 x par an, avant l’hiver
A nettoyer régulièrement
• Tous les 2-3 mois selon les cas
• Aspirer délicatement
Le groupe doit être facilement accessible!
Bouches
Très régulièrement
Facile à faire pas l’utilisateur
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Entretien (par l’utilisateur)
Ouvertures d’alimentation naturelle
Assez régulièrement, selon encrassement
Facile à faire pas l’utilisateur
33
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Entretien
Echangeur Selon prescriptions du fabricant
Généralement dans un bain d’eau
Ventilateurs Selon encrassement
Système C s’encrasse plus vite (pas de filtres)
Conduits et caisson de distribution Tous les 8-10 ans si filtration efficace
Conduits d’évacuation (C et D) s’encrassent plus vite…
Trappe d’accès si + de 10 coudes ou si obstacle
Caisson de distribution accessibles!
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Exemples d’encrassement des conduits
Conduits Alimentation Conduits Evacuation
6 ans
9 ans
16 ans
horizontal vertical…
34
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Entretien des conduits
Principe
Système aspiration + filtration raccordé à 1 bouche
Brosse rotative via une autre bouche
Toutes les autres bouches sont scellées