Soutenance de thèse Le 8 juillet 2009 - Université de La Rochelle Analyse multicritère des stratégies de ventilation en maisons individuelles Juslin Koffi Directeur de thèse: Francis Allard Co-encadrement: Jean-Jacques Akoua, Jacques Ribéron Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 1 Introduction Contexte Sources de polluants de l’air intérieur: occupant (métabolisme et activité), équipement (mobiliers, revêtements, produits d’entretien), matériaux de construction, sols… Rôle de la ventilation: produire un renouvellement d’air suffisant en vue d’assurer une bonne qualité d’air intérieur (QAI) Importance grandissante des déperditions énergétiques Différentes stratégies de ventilation visant à réduire les coûts liés au renouvellement d’air Objectif Comparer les performances de différentes stratégies de ventilation pour les maisons individuelles Démarche Approches expérimentale et numérique Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 2 Plan de l’exposé La ventilation dans les logements Etudes expérimentales Modélisation thermo-aéraulique du bâtiment Evaluations numériques Conclusion et perspectives Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 3 La ventilation des logements Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 4 La ventilation des logements Principe de ventilation Ventilation générale et permanente ou principe de balayage L’air doit pouvoir circuler librement Ch3 Ch4 des pièces principales (séjour, chambres) vers les pièces de service (cuisine, salle de bain, douche, WC) Ch1 Ch2 Séjour Maitrise des transferts de polluants Utilisation dans les pièces de service de l’air chauffé des pièces principales Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 5 La ventilation des logements Systèmes de ventilation Ventilation Mécanique Contrôlée (VMC) simple flux Autoréglable: Entrées d’air fixes ou autoréglables + Bouches d’extraction fixes Hygroréglable A: Entrées d’air autoréglables + Bouches d’extraction hygroréglables Hygroréglable B: Entrées d’air hygroréglables + Bouches d’extraction hygroréglables Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 6 La ventilation des logements Systèmes de ventilation VMC double flux Autoréglable: Bouches de soufflage fixes + Bouches d’extraction autoréglables Echangeur Récupération de chaleur sur l’air repris Préchauffage de l’air neuf Filtrage de l’air neuf Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 7 La ventilation des logements Systèmes de ventilation Ventilation naturelle Effet du vent Tirage thermique par ouverture de fenêtre par conduits: Entrées d’air fixes ou autoréglables + Grilles d’extraction fixes Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 8 La ventilation des logements Evaluation des systèmes de ventilation Efficacité de la ventilation Efficacité de la ventilation Efficacité du renouvellement d’air a Indices Taux de renouvellement d’air n n r 2 a N Efficacité d’élimination du polluant c C e Cs C Cs Qv 1 V n Impact énergétique de la ventilation Consommation des ventilateurs Déperditions par renouvellement d’air (chaleur sensible) Systèmes simple flux Systèmes double flux m air cp Tint Text Q Q DF minf 1 ech mmv cp Tint Text Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 9 La ventilation des logements Evaluation de la qualité de l’air intérieur Exposition Emoy 1 t1 t2 t2 C(t).dt t1 Valeurs seuils: Valeur à Risques Limités (VRL), Valeurs à Risques Importants (VRI)… CO2 Humidité: <80%HR (préservation du bâti, moisissures) Alpha-pinène: VRL=1000 mg/m3 Confinement 1830 mg/m3 (1000 ppm) Confinement toléré 2380 mg/m3 (1300 ppm) Base+ 2 x 700 ppm 3200 mg/m3 (1750 ppm) VRL 4500 mg/m3 (2460 ppm) Indices de QAI IIAQ C Cs Cseuil Cs INORM ISYST, K ISYST, REF où : ISYST, K CT CINOCC, T Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 10 Etudes expérimentales des stratégies de ventilation Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 11 Etudes expérimentales La maison MARIA Maison Automatisée pour des Recherches Innovantes sur l’Air Etude des problématiques de QAI, Evaluation de stratégies de ventilation, Cadrage de méthodes de terrain Calage de modèles de calcul … Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 12 Etudes expérimentales La maison MARIA 1 séjour, 4 chambres 1 cuisine, 1 salle de bain/WC, 1 douche, 1 WC 1 sous-sol avec garage Cuisine Cellier Entrée basse 142 m2 habitables sur deux niveaux WC Salle de bain/WC Chambre 4 Douche Hall Hall Salle de commande Garage Séjour Chambre 1 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment Chambre 3 Chambre 2 13 Etudes expérimentales Systèmes de ventilation étudiés VMC simple flux EA autoréglables: M=30 m3/h sous 20 Pa BE fixes: Φ125 mm (cuisine) et Φ80 mm VMC double flux Bouches de soufflage Φ80 mm BE autoréglables Φ125 mm Echangeur de chaleur + Filtre Ventilation naturelle EAA: M=30 m3/h sous 20 Pa Grille d’extraction 100 cm2 Conduits individuels Φ160 mm Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 14 Etudes expérimentales Protocole expérimental Méthodes des gaz traceurs Phase 1, Injection de SF6 : Sp=2 ml/s, Δtem=5 heures Phase 2: décroissance de la concentration Scénarios de pollution C0 Phase 1 Fin de l’injection Sources: séjour, cuisine, chambre 3, sous-sol Mesures: séjour, cuisine, hall, chambre 3, chambre 4 (ou sous-sol), salle de bain/WC Efficacité de la ventilation: mesure dans le conduit d’extraction Phase 2 Δtem t0 tfin Paramétrage par ouverture/fermeture des portes intérieures marche/arrêt du chauffage Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 15 Etudes expérimentales Résultats: VMC simple flux, portes fermées (émission séjour) fonctionnement passable du principe de balayage: chambres relativement polluées VMCdu simple effets traversants ventflux: Emission dans le séjour, Toutes portes fermées, Chauffage électrique Concentrations en SF6 (mg/m3) Concentrations en SF6 (mg/m3) 600 VMC simple flux: Emission dans le séjour, Toutes portes fermées, Sans chauffage Séjour Cuisine 600 600 500 500 400 300 400 200 100 VMC simple flux: Emission dans le séjour, Toutes portes fermées, Chauffage élec 700 Concentrations en SF6 (mg/m3) 700 700 300 Sé Cuisine Cu Ha Hall 500Chambre 3 Chambre 4 Ch Ch Chambre 3 400Salle de bain WC Sa Chambre 4 300 Salle de bain WC 200 100 0 200 08/05/08 07:00 Hall Séjour 0 08/05/08 09:00 08/05/08 11:00 08/05/08 13:00 08/05/08 15:00 08/05/08 17:00 Date 08/05/0820/05/08 08/05/0820/05/08 08/05/0820/05/08 19:00 07:00 21:00 23:00 09:00 11:00 20/05/08 13:00 20/05/08 20/05/08 15:00 17:00 Date 20/05/08 19:00 100 Uw = 2-5 m/s Séjour: 0 3/h) N = 0,7320/05/08 vol/h (65 m20/05/08 07:00 09:00 CH4 CH3 20/05/08 20/05/08 11:00 13:00 CH4 CH3 20/05/08 20/05/08 15:00 17:00 Date Uw = 2-7 m/s Séjour: 20/05/08 20/05/08 20/05/08 N = 0,50 vol/h (44 m3/h) 19:00 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 21:00 23:00 16 20/05/ 21:00 Etudes expérimentales Résultats: VMC double flux, portes fermées (émission séjour) bon fonctionnement du principe de balayage: chambres non polluées s le séjour, Toutes portes fermées, Chauffage électrique effets traversants du vent : protection du reste du logement 08 0 VMC double flux: Emission dans le séjour, Toutes portes fermées, Chauffage él Séjour 600 Cuisine Cuisine Hall Hall 500 700 Chambre 4 Chambre 4 Salle de bain WC Salle de bain WC 300 200 100 H C 500 C S 400 300 200 100 0 30/06/08 22:00 C 600 Chambre 3 Chambre 3 400 S Séjour Concentrations en SF6 (mg/m3) Concentrations en SF6 (mg/m3) VMC double flux: Emission dans le séjour, Toutes portes fermées, Sans chauffage 700 01/07/08 00:00 01/07/08 02:00 01/07/08 04:00 Uw = 2 m/s Séjour: 20/05/08 20/05/08 20/05/08 N = 0,87 vol/h (77 m3/h) 15:00 17:00 19:00 01/07/08 06:00 01/07/08 08:00 0 01/07/08 25/06/2008 10:00 12:00 Hall Hall Séjour Séjour 20/05/08 21:00 20/05/08 23:00 25/06/2008 14:00 25/06/2008 16:00 25/06/2008 25/06/2008 18:00 20:00 Date 25/06/2008 22:00 Uw = 2-6 m/s Séjour: N = 0,56 vol/h (49 m3/h) Date Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 17 26/ 0 Etudes expérimentales Résultats: Ventilation naturelle, portes fermées (émission séjour) mauvais fonctionnement du principe de balayage: chambres fortement polluées le séjour, Toutes portes fermées, Chauffage électrique fortement soumis au vent Ventilation naturelle: Emission dans le séjour, Toutes portes fermées, Sans chauffage 500 Cuisine Cuisine 600 Hall Hall 5003 Chambre Chambre 3 Chambre 4 400 Chambre 4 300 Salle de bain WC 400 Salle de bain WC 200 100 300 200 100 0 16/06/08 20:00 Ventilation naturelle: Emission dans le séjour, Toutes portes fermé Séjour Concentrations en SF6 (mg/m3) Concentrations en SF6 (mg/m3) 600 08 0 700 Séjour 700 16/06/08 22:30 17/06/08 01:00 17/06/08 03:30 17/06/08 17/06/08 06:00 08:30 Date Uw = 2-4 m/s, ΔT=5-9°C Séjour: 20/05/08 20/05/08 20/05/08 17:00 N15:00 = 0,46 vol/h (41 m3/h) 19:00 Date 17/06/08 11:00 0 17/06/08 17/06/08 17/06/08 29/04/08 13:30 16:00 19:00 18:30 29/04/08 22:00 CH4 20/05/08 CH3 20/05/08 21:00 23:00 CH4 CH3 30/04/08 01:00 30/04/08 04:00 Uw = 3-6 m/s, ΔT=11-14°C Séjour: N = 0,92 vol/h (82 m3/h) Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 18 3 Etudes expérimentales Résultats: portes fermées (émission sous-sol) VMC double flux, système équilibré: pas de pollution VMC simple flux, système en dépression: pollution de l’étage VVMC double flux: Emission au sous-sol, Toutes portes fermées, Sans chauffage 1000 VMC simple flux: Emission au sous-sol, Toutes portes fermées, Sans chauffage 700 Séjour Séjour 800 Chambre 3 Sous-sol 600 Cuisine 600 Hall Salle de bain WC 400 200 Concentrations en SF6 (mg/m3) Concentrations en SF6 (mg/m3) Cuisine Hall Chambre 3 500 Sous-sol Salle de bain WC 400 300 200 100 0 0 04/07/2008 20:00 05/07/2008 01:00 05/07/2008 06:00 05/07/2008 11:00 05/07/2008 16:00 VMC double flux, sous-sol 05/07/2008 21:00 10/05/08 07:00 10/05/08 09:00 10/05/08 11:00 10/05/08 13:00 10/05/08 10/05/08 15:00 17:00 Date 10/05/08 19:00 10/05/08 21:00 10/05/08 23:00 VMC simple flux, sous-sol Système équilibré, polluant évacué via la colonne centrale Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 19 Etudes expérimentales Résultats: toutes portes ouvertes (émission séjour ) Réduction des pertes de charges intérieures Cassure du principe de balayage: fortes pollution dans toute de la maison pourportes tous fermées, les systèmes toutes lesdans sources éjour, Toutes VMC Chauffage simple et flux: électrique Emission le séjour, Toutes portes fermées, Chauffage électrique 600 Cuisine 500 400 300 200 100 0 600 27/05/08 20:00 Salle de bain WC 300 200 27/05/08 22:00 Hall Cham Chambre 3 Cham Chambre 4 Salle Salle de bain WC 300 200 100 28/05/08 00:00 28/05/08 02:00 28/05/08 04:00 28/05/08 06:00 28/05/08 08:00 0 28/05/08 12/07/0828/05/08 12/07/08 10:00 12:00 09:00 07:00 12/07/08 11:00 Date 100 Cuisin Hall Salle400 de bain WC Chambre 4 Séjou Cuisine Chambre 3 500 Chambre 4 Chambre 3 400 Séjour Cuisine 600 Hall Hall 500 VMC double flux: Emission dans le séjour, Toutes portes ouvertes, Sans cha 700 Séjour Concentrations en SF6 (mg/m3) Séjour Concentrations en SF6 (mg/m3) Concentrations en SF6 (mg/m3) 700simple flux: Emission dans le séjour, Toutes Portes ouvertes, Chauffage électrique VVMC 700 VMC simple flux, séjour 12/07/08 13:00 Date 12/07/08 15:00 12/07/0 17:00 VMC double flux, séjour 0 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 20/05/08 15:00 17:00 07:00 19:00 09:00 21:00 11:00 Centre 23:00 13:00 15:00 du Bâtiment 17:00 19:00 21:00 Scientifique et Technique Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment Date Date 20/05/08 23:00 20 Etudes expérimentales Synthèse Fonctionnement du principe de balayage VMC double flux: bon VMC simple flux: moins bon Ventilation naturelles: médiocre perturbations: vent, tirage thermique balayage inexistant avec l’ouverture des portes intérieures Efficacité proche de 1 pour la ventilation mécanique: hypothèse du mélange parfait validé Réserves Résultats spécifiques à MARIA essais réalisés en période chaude (où le potentiel de la ventilation naturelle est minime): tests complémentaires à effectuer en période hivernale Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 21 Développement d’un modèle thermoaéraulique et multizone de bâtiment Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 22 Modélisation thermo-aéraulique Principe : méthode multizone (nodale ) subdivision du bâtiment en zones 1 nœud par variable d’état: température, concentration, pression de référence mélange parfait instantané Modélisation adaptée : taille du bâtiment, étude sur de longues périodes, précision recherchée environnement Matlab/Simulink existant: modèle thermique SIMBAD composants aérauliques de ventilation hybride Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 23 Modélisation thermo-aéraulique Modèles: Distribution de pression Masse volumique de l’air T P 0 0 T P0 Pression intérieure 1 M 1 a Mv pi pi,0 i g z i Tirage thermique z10 pw Cp z z1 P1 , 1 ,T1 ptot pw pth pi,0 Effet du vent z 1 Pression totale z2 P2 , 2 ,T2 1 ext U2w 2 2 P10 P20 z20 pth 2 g z2 z20 1 g z1 z10 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 24 Modélisation thermo-aéraulique Modèles Modèle de petites ouvertures K pn m où int si p 0 ext si p 0 détalonnage des portes entrées d’air fixes bouches d’extraction fixes bouches de soufflage n: régime de l’écoulement K: géométrie, température d’air, viscosité Perméabilité à l’air Défauts d’étanchéité des façades Perméabilité entre zones p signep Pp A façade m p0 n Extérieur Intérieur Plan neutre Pour MARIA, PΔp = 0,9 m3/h/m2 déterminée expérimentalement Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 25 Modélisation thermo-aéraulique Modèles: Entrées d’air et bouches d’extraction autoréglables la section de passage se modifie automatiquement pour limiter les variations du débit d'air indépendamment des variations de différence de pression Entrée d’air : limite les débits en présence de vent protection contre courants d'air froid et bruit Bouche d’extraction autoréglable 45/135 m3/h sous 50-150 Pa Débit réduit Grand débit 250 200 si p 0 si 0 p pinf si pinf p psup si Δpsup p 150 Qv (m3/h) 0 .qv,inf int p p 0 inf 0 .qv,inf ext p p 0 m inf 0 ext a.p b 0 .qv,sup ext p 0 psup 100 50 0 30 50 70 90 110 Dp (Pa) Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 130 150 170 26 Modélisation thermo-aéraulique Modèles: Entrées d’air et bouches d’extraction hygroréglables Débit variable en fonction du taux d’humidité relative « vue » par la bouche Entrée d'air hygroréglable: 6-45 m3/h sous 20, 10 et 4 Pa; 41-61%HR 20 Pa 50 4 Pa 40 Qv (m3/h) Réduction des débits d’air 10 Pa 30 20 10 0 0 10 20 signep Ck m 30 40 50 60 70 Taux d'humidité relative (%) 80 90 100 p 0 0.qv, inf Ck HR HR inf p0 0 HR HR inf qv, inf qv, sup qv, inf HR inf HR HR sup Ck HR sup HR inf p0 0.qv, sup HR Ck sup HR p0 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 27 Modélisation thermo-aéraulique Modèles: Réseau de ventilation Conduits p tot Ventilateurs L D H i 1 m i 2 A 2 Pression totale tot A2.m 2tot ... pventil A0 A1.m Puissance consommée tot p ventil m Q ventil tot Echangeur de chaleur ech Rejet d’air vicié s m T2 T1 s,m e T3 T1 minm pech filtre m 1 ech filtre 2 A e , T4 m Air insufflé s , T2 m 2 Air neuf s , T1 m Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment Air vicié e , T3 m 28 Modélisation thermo-aéraulique Modèles: Réseau de ventilation VMC double flux Bouches de soufflage 20/35 m3/h BE autoréglables 30, 15 et 45/135 m3/h Débit total extrait: 120/210 m3/h Débit total insufflé: 120/210 m3/h Caractéristiques du groupe de ventilation double flux Caractéristiques aérauliques du ventilateur de la VMC simple flux Vitesse réduite Vitesse de pointe Pression (Pa) Pression (Pa) 300 200 100 Débit normal: 120 m3/h Débit de pointe: 210 m3/h Pertes de charge Puissance consommée 350 350 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 50 0 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 50 0 0,01 Débit d'air (kg/s) 0 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 Débit d'air (kg/s) Ventilation naturelle par conduits individuels EA Autoréglables 30 m3/h sous 20 Pa Grilles d’extraction 100 cm2; Conduits Φ 160 mm Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 29 P_consommée (W) VMC simple flux EA Autoréglables 30 m3/h sous 20 Pa BE 30, 15, 45/135 m3/h Débit total extrait: 120/210 m3/h Modélisation thermo-aéraulique Modèles: Réseau de ventilation VMC simple Hygro A EA Autoréglables 30 m3/h sous 20 Pa Σ modules = 180 m3/h VMC simple Hygro B EA Hygroréglables 6-45 m3/h à 46-61%HR Σ modules = 36-270 m3/h Bouches d’extraction Cuisine WC 5-45 m3/h 29-69%HR 30 m3/h - Humidité 5-45 m3/h 29-69%HR Humidité mode pointe 20-60 m3/h 29-69%HR 135 m3/h - Caractéristiques aérauliques du ventilateur de la VMC simple flux hygroréglable 150 Hygro BAHIA micro-watt P_absorbée BAHIA micro-watt 100 150 100 50 50 Absence/présence 6/30 m3/h 0 Débit total extrait: 36-180 m3/h 0.00 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 Débit d'air (kg/s) Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 30 Puissance absorbée (W) Douche Humidité Présence Pression (Pa) SDB/WC Modélisation thermo-aéraulique Résolution: Modèle aéraulique du bâtiment Bilan de conservation de la masse d’air par zone Nz Nk 1, j Nz Nk 1, j j,1,k t 1, j,k t 0 m m j 0 k 1 j 0 k 1 ... ... Nz Nk Nz, j Nz Nk Nz, j j,Nz,k t Nz, j,k t 0 m m j 0 k 1 j 0 k 1 n j,1,k f p m Système de Nz équations non linéaires à Nz inconnues: les pressions de références pi,0 méthode de Newton-Raphson k k 1 f k 1 Jk 1 Matlab/Simulink: « Algebraic constraint » Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 31 Modélisation thermo-aéraulique Résolution: Couplage bâtiment-réseau ext Rejet d’air vicié Φ125 L6.00 H2.50 e16 Principe de résolution : déterminer pB à partir de la pression extérieur (pext) et les pertes de charge Prise d’air neuf Φ125 L7.80 H0.20 e11 e15 e8 s2 e6 e10 e5 ptotale p1 ... p Nk pB pext e4 Chambre 2 Φ80 L4.20 H0.51 Couplage avec le bâtiment à travers la pression à la bouche (pB) et la pression intérieure (pint) ext s1 Reprise Φ125 L7.00 H0.20 e2 e1 Douche Φ125 L3.80 H0.36 Chambre 1 Φ80 L4.20 H0.51 s8 s10 e9 Salle de bain/WC Φ125 L1.20 H0.36 FAN in FAN out e14 s3 Filtre s4 e7 Échangeur de chaleur Cuisine Φ125 L6.00 H3.32 e3 Toilettes Φ125 L6.00 H3.32 e13 B K pB pint m Filtre s5 n e12 s9 s6 C s11 s12 s7 Chambre 4 Φ80 L7.80 H0.36 s15 Chambre 3 Φ80 L1.80 H0.51 s16 Séjour_1 Φ80 L6.00 H3.27 s13 s17 s14 Caisson de répartition s18 Séjour_2 Φ80 L6.00 H3.27 Réseau de la VMC double flux de la maison MARIA réseau d’insufflation réseau d’extraction Conduits: diamètre Φ (mm); longueur L (m); hauteur H (m) Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 32 Modélisation thermo-aéraulique Résolution: Couplage thermo-aéraulique Méthode découplée (ping-pong) Itérations séquentielles Chaque modèle utilise les résultats de l’autre u pas de temps précédent Météo Fichier météo Météo T_air Qm_air T_air Qm_air Modèle thermique Modèle aéraulique Boucle algébrique Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 33 Modélisation thermo-aéraulique Résolution: Transferts de polluants Métabolisme: H20, CO2 Activités (cuisson, douche, lessive): H20 Activités: polluant spécifique à la cuisson (KP) Équipements: Alpha-pinène (C5H8)2 coefficient de filtration réactivité - Conservation de la masse de polluant dm dmii dt dt Variation Variation de de la la masse masse ((kg kg //ss)) S Sii Production Production interne interne (kg/s) (kg/s) Nkjj,,ii Nz Nz Nk jik m m jik 11 jikjik CCjj jj Nkii,,jj n n Nk m m ijk ijk k kii C Cii ii extract C m jj0 1 1 jj0 1 1 0 kk 0 kk Transport Transport aéraulique aéraulique ((kg kg //ss)) Efficacité du système - Terme supplémentaire efficacité de la ventilation Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 34 Confrontations des résultats Résultats: Ecarts importants: surestimation des résultats numériques Dynamique des concentrations similaires entre le modèle et les essais VMC simple flux: essai et simulation | Emission: cuisine | Résultats: pièce d'émission 800 Cuisine_EXPERIM Concentrations en SF6 (mg/m3) 700 Cuisine_SIMUL 600 500 400 300 200 100 0 05/05/2008 11:30 05/05/2008 13:30 05/05/2008 15:30 05/05/2008 17:30 05/05/2008 19:30 05/05/2008 21:30 Pas d’influence notable du débit de polluant Impact du Cp non négligeable, mais pas déterminant Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 35 Confrontations des résultats Etude paramétrique: Influence de la perméabilité à l’air Perméabilité à l’air (interne et externe): facteur déterminant le essai flux: etessai simulation et simulation | Emission: | Emission: séjour |séjour Résultats: | Résultats: cuisine cuisine VMC simple flux: essai et simulation | Emission: séjour | VMC simple flux: essai et simulation | Emission: séjour | Résultats: pièce d'émission Cuisine_EXPERIM Cuisine_EXPERIM 800 700 700 Cuisine_SIMUL Cuisine_SIMUL (CAS INITIAL) (CAS INITIAL) 600 Cuisine_SIMUL Cuisine_SIMUL (CAS 1) (CAS 1) 500 Cuisine_SIMUL Cuisine_SIMUL (CAS 2) (CAS 2) 400 Cuisine_SIMUL Cuisine_SIMUL (cas 3) (cas 3) 300 200 100 0 5/2008 05/05/2008 14:30 14:30 08/05/2008 07:00 600 Séjour_SIMUL (CAS INITIAL) 500 Séjour_SIMUL (CAS 1) Séjour_SIMUL (CAS 2) 400 Séjour_SIMUL (cas 3) 300 200 100 0 05/05/2008 05/05/2008 20:30 20:30 05/05/2008 08/05/2008 15:00 08/05/2008 19:0011:30 05/05/2008 05/05/2008 17:30 17:30 08/05/2008 11:00 Concentrations en SF6 (mg/m3) Concentrations en SF6 (mg/m3) Séjour_EXPERIM 05/05/2008 14:30 05/05/2008 17 Représentation de MARIA, déterminer: - les perméabilités entre pièces et - la répartition de la perméabilité et les Cp par façade Comparaisons numériques des stratégies de ventilation - perméabilité globale et détalonnages mesurés Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 36 Comparaisons numériques des performances des stratégies de ventilation Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 37 Etudes numériques de la ventilation Occupation et pollution Occupation : 2 adultes + 3 enfants de 19, 16 et 13 ans Métabolisme humain Vapeur d’eau 55 H2O(g/h) 45 30 15 émission et de vapeur d’eau de CO2 en fonction de l’âge et de l’activité (endormi ou éveillé) Émission de chaleur sensible en fonction de l’âge et de l’activité (endormi ou éveillé) Enfant 13 ans Adulte>15 ans Dioxyde de carbone Chaleur sensible 18 CO2 (L/h) 12 12 50 35 8 Enfant 13 ans 70 Qs (W) Adulte > 15 ans 40 Enfant 13 ans Adulte > 15 ans Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 38 Etudes numériques de la ventilation Occupation et pollution Activités: productions dans la cuisine Vapeur d’eau lors de la cuisson des aliments petit déjeuner déjeuner diner Polluant spécifique KP 1 g/h KP ≡ 2 g/h vapeur d’eau : 50 g/pers : 150 g/pers : 300 g/pers Activités: Douche, 1 fois/jour/pers Vapeur d’eau: 1800 g/h 10 min/pers Activités: Lessive (SDB/WC), 1 fois/jour Vapeur d’eau: 200 g/lavage 1000 g/séchage 8-10h 10-12h Equipements Alpha-pinène (C5H8)2 émis d’un parquet de pin dans les chambres et séjour : S= 0,015 µg/s/m2 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 39 Etudes numériques de la ventilation Site météo: période de chauffe à Trappes Fréquence cumulée (%) 100 NO 80 NE 10 5 60 O 40 E 0 20 Vitesse du vent SO 0 0 2 4 6 8 Vitesse du vent (m/s) 10 S Fréquences cumulées d'humidité relative 100 SE 12 Fréquences cumulées des températures extérieures Humidité relative Fréquence cumulée (%) Air extérieur: température et humidité relative Fréquences cumulées de vitesses du vent Fréquence cumulée (%) Vent: vitesse et direction Fréquence de la direction du vent (%) N 15 80 60 40 20 100 80 60 40 20 Température 0 0 0 20 40 60 80 Humidité relative (%HR) 100 -5 5 15 Température (°C) Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 25 40 Etudes numériques de la ventilation Performances aérauliques Extraction d’air (pièces de service) Pièces principales Débit moyen extrait (kg/s x 103) 70 60 50 40 30 20 10 0 Débit moyen de renouv. d'air (kg/s x 103) 64 48 60 51,3 45,0 50 48 40 23 25 33,2 30 20 19,7 17,4 VMC SF Hygro A VMC SF Hygro B 10 0 Référence VMC DF Auto VMC SF Hygro A VMC SF V. Hygro B Naturelle Référence VMC DF Auto V. Naturelle Extraction d’air identiques entre VMC SF et VMC DF Hygro A et B: débits minimums Ventilation naturelle semble surdimensionnée Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 41 Etudes numériques de la ventilation Performances aérauliques MARIA globalement Renouvellement d'air global (kg/s x 103) 70 60 50 40 30 20 10 0 64,8 60,0 N_global (vol/h) 1 0,8 48,2 30,2 0,6 28,6 0,62 0,57 0,46 0,4 0,29 0,27 0,2 0 Référence VMC DF Auto VMC SF Hygro A VMC SF Hygro B V. Naturelle Référence VMC DF VMC SF VMC SF V. Auto Hygro A Hygro B Naturelle Infiltrations et exfiltration avec la VMC double flux Ventilation naturelle surdimensionnée infiltrations plus importantes avec VNAT et la Référence Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 42 Etudes numériques de la ventilation Consommations énergétiques Saison de chauffage Système Chauffage (kWh) VMC SF (Réf.) 7417 VMC double flux 5136 VMC SF Hygro A 5982 VMC SF Hygro B 6031 Ventilation naturelle 8786 1,5 VMC SF (Réf.) VMC Hygro B VMC double flux V. naturelle Renouv. d'air (kWh) 3467 1107 1999 2050 4854 VMC Hygro A Consommations globales VMC SF (Réf.): 7669 kWh 1 Ventilateur (kWh) 252 348 55 57 - VMC double flux: VMC SF Hygro A: VMC SF Hygro B: Ventilation Nat : - 28,5% - 21,3% - 20,6% +14,6% Année complète : Ventilateur (kWh) [396] [548] [87] [90] - [7813 kWh] [-27,2%] [-22,3%] [-21,7%] 0,5 VMC DF (εech=70%):-19,9% - 18,8% 0 Ventilateur Chauffage Renouv. d'air Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 43 Etudes numériques de la ventilation Exposition au CO2 : Dépassement des valeurs seuils (pièces principales occupées) Confinement: 1830 mg/m3 (1000 ppm) Confinement + tolérance: 2380 mg/m3 MARIA: Fréquences cumulées de dépassement de 1830 mg/m3 MARIA: Fréquences cumulées de dépassement de 2380 mg/m3 Réf: VMC SF VMC DF Hygro A Hygro B Vnat Réf: VMC SF 80 80 Fréquences (%) 100 Fréquences (%) 100 60 40 20 0 VMC DF Hygro A Hygro B Vnat 60 40 20 0 Chambre 1 Chambre 2 Chambre 1 Chambre 3 Chambre 4 Chambre 2 Chambre 3 Séjour Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment Chambre 4 Séjour 44 Etudes numériques de la ventilation Exposition au CO2 : Dépassement des valeurs seuils (pièces principales occupées) Valeur à Risque Limité: 4500 mg/m3 Base+ 2 x 700 ppm: 3200 mg/m3 MARIA: Fréquences cumulées de dépassement de 3200 mg/m3 Réf: VMC SF VMC DF Hygro A Hygro B MARIA: Fréquences cumulées de dépassement de 4500 mg/m3 Vnat Réf: VMC SF 80 80 Fréquences (%) 100 Fréquences (%) 100 60 40 20 0 VMC DF Hygro A Hygro B Vnat 60 40 20 0 Chambre 1 Chambre 2 Chambre 1 Chambre 3 Chambre 4 Chambre 2 Chambre 3 Séjour Chambre 4 Séjour Meilleures performances pour la VMC double flux, puis la VNAT QAI médiocre avec l’Hygro A et l’Hygro B Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 45 Etudes numériques de la ventilation Qualité d’Air Intérieur: Humidité relative Pièces principales: HR< 60% Pièces de service Dépassement de 80% HR 20 Dépassement de 100% HR VMC double flux 15 VMC Hygro A VMC Hygro B 10 Ventilation naturelle 5 0 15 Fréquence cumulée (%) Fréquence cumulée (%) Syst. de référence Syst. de référence VMC double flux VMC Hygro A VMC Hygro B Ventilation naturelle 10 5 0 Salle de bain Douche Cuisine Salle de bain Douche Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment Cuisine 46 Etudes numériques de la ventilation Qualité d’Air Intérieur: polluants spécifiques Alpha-pinène (Pièces principales) KP (pièces de service) Polluant cuisine KP (C_moy/C_Ref) Alpha pinène (C_moy/C_Ref) 3 2,54 2,5 1,95 2 2,5 2,01 2 1,5 1 1,55 1,5 1 0,69 0,58 0,5 1 1 1,38 1 0,5 0 0 Référence VMC DF Auto VMC SF Hygro A VMC SF V. Naturelle Hygro B Accumulation avec la VMC Hygro A et B VMC DF et Vnat performants Référence VMC DF Auto VMC SF Hygro A VMC SF Hygro B V. Naturelle VNAT: mauvaise extraction Concentrations nulles dans les pièces principales Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 47 Etudes numériques de la ventilation Impact de l’efficacité de la ventilation Polluant KP: concentrations doublées Systèmes Concentrations moyennes en KP (mg/m3) εc=1 εc=1/2 Rapport Réf : VMC SF 298 626 0,48 VMC double flux 298 625 0,48 VMC Hygro A 463 1140 0,41 Humidité relative: augmentation des risques de condensation Fréquences cumulées de Systèmes Efficacité dépassement de 80%HR (%) SDB/WC Douche Cuisine 0 0 3 εc=1 Réf : VMC SF 29 17 16 εc=1/2 10 5 3 VMC double flux εc=1 27 16 16 εc=1/2 19 5 4 εc=1 VMC Hygro A 25 19 17 εc=1/2 Fréquences cumulées de dépassement de 100%HR (%) SDB/WC 0 14 3 13 12 14 Douche 0 9 3 9 3 10 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment Cuisine 0 6 3 6 2 7 48 Conclusion et perspectives Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 49 Conclusions et perspectives Principaux résultats Expérimental Bon fonctionnement du balayage avec la VMC double flux Balayage moyen avec la VMC simple flux et médiocre avec la Vnat Influence notable du vent Ouverture des portes : balayage inhibé Numérique Code: discriminations entre systèmes de ventilation Meilleures performances pour la VMC double flux Discussion Résultats spécifiques à la configuration de MARIA Études effectuées sur une période de chauffage Perspectives Inclure les perméabilités réelles Pré-études paramétriques des systèmes de ventilation dans les constructions neuves Suivi des bâtiments existants (rénovation) Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 50 Merci pour votre attention ! Thank you for your attention ! Gracias por su atención ! Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 51 Annexes expérimentales Métrologie Injection : VIVO® Dosing Concentrations: analyseur multigaz Brüel&Kjaer® Débits d’air: Swemaflow®, anémomètre à fil chaud + cône Vitesses et températures dans les gaines: micromoulinets, thermocouples Température et humidité de l’air intérieur, météo (station CSTB) Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 52 Annexes expérimentales Résultats: Efficacité des systèmes de ventilation Efficacité des systèmes N(vol/h) Qv(m3/h) εC SDB/WC 1,60 29 1,029 Cuisine 2,28 61 0,951 Cuisine 1,94 52 1,006 Système Pièce VMC Simple flux VMC double flux Efficacité proche de 1: hypothèse du mélange parfait validé Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 53 Annexes expérimentales Résultats: portes fermées (émission cuisine) Ventilation mécanique: bonne extraction, transferts quasi-inexistants Ventilation naturelle: accumulation dans le cuisine, pollution relative du logement Ventilation naturelle: Emission dans la cuisine, Toutes portes fermées, Sans chauffage 1600 Séjour VMC double flux: Emission dans la cuisine, Toutes portes fermées, Sans chauffage 700 Séjour Cuisine Concentrations en SF6 (mg/m3) 600 Hall 500 Chambre 3 Chambre 4 400 Salle de bain WC 300 200 Concentrations en SF6 (mg/m3) 1400 Cuisine Hall 1200 Chambre 3 1000 Chambre 4 Salle de bain WC 800 600 400 200 100 0 0 17/07/08 17/07/08 17/07/08 17/07/08 17/07/08 17/07/08 18/07/08 18/07/08 18/07/08 18/07/08 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:00 02:00 03:00 Date VMC double flux, cuisine 18/07/08 18:00 18/07/08 20:30 18/07/08 23:00 19/07/08 19/07/08 01:30 04:00 Date 19/07/08 06:30 19/07/08 09:00 Ventilation naturelle, cuisine Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 54 Annexes Modélisation Résolution: Couplage bâtiment-réseau ext Initialisation (Qm, T) Pas de temps n+1 Rejet (Φ125) k2 0.85 k1 2.05 1.10 1.10 1.20 0.60 2.05 2.05 ventilateur Calcul des débits d’air extraits (résolution de la « boucle d’équations » du système de ventilation par des itérations locales) 2.80 Calcul des pressions intérieures pm (résolution de l’équation de conservation de la masse par des itérations locales) H=0.55 l=0.75 b2 (Niveau Étage) Douche (Φ80) Solution découplée H=3.15 l=3.50 de la VMC simple flux de la maison MARIA |pm-pm-1|<ε ? onduits: diamètre Φ (mm); longueur l (m); hauteur H (m) conduit rigides conduits flexibles (Niveau jardin) Solution couplée Itération m+1 Non Toilettes (Φ80) b4 Oui Fin de la simulation ? Non Oui Affichage des résultats Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 55 Annexes Modélisation Résolution: Couplage thermo-aéraulique Initialisation (débits, températures) Calcul des pressions intérieures pm (résolution de l’équation de conservation de la masse par des itérations locales) Calcul de la température de l’air intérieur Tm (résolution de l’équation de l’énergie par le modèle thermique) Solution découplée Solution couplée |Tm-Tm-1|<ε ? Pas de temps n+1 Itération m+1 Non Oui Fin de la simulation ? Non Oui Affichage des résultats Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 56 Annexes Modélisation Résolution: Algebraic constraint Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 57 Annexes Confrontations des résultats Etude paramétrique: Influence de la perméabilité à l’air Variation du détalonnage sous les portes intérieures Pièce n°1 Pièces de service Chambres Séjour Séjour Pièce n°2 Dét_initial (cm) Hall 2,0 Hall 1,0 Hall 1,0 Cuisine 1,0 Dét_1 (cm) 2,0 1,5 1,75 1,5 Répartition hétérogène de la perméabilité à l’air globale Pièce Chambres Séjour Cuisine Salle de bain, Douche, WC Hall Sous-sol Qtot, 4 Pa (m3/h) Perméabilité à l’air de la façade P4 zone (m3/h/m2) Cas initial Cas n°1 Cas n°2 Cas n°3 0,9 0,99 1,035 1,035 0,9 1,305 1,35 1,395 0,9 0,7 0,5 0,5 0,9 0,2 0,2 0,1 0,9 0,2 0,2 0,2 0,9 0,9 0,9 0,9 151 150 151 151 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 58 Annexes Etudes numériques Qualité d’Air Intérieur: Exposition au CO2 Indices de QAI (pièces principales) Indice normalisé de QAI pour le en CO2 Ch 1 Ch 2 Ch 3 Ch 4 Séjour MARIA Réf : VMC C_inoc (mg/m3) 1034 1483 922 1424 932 1081 simple flux C_moy (mg/m3) 1757 2442 1345 2282 1247 1630 Index_ref 1,70 1,65 1,46 1,60 1,34 1,51 VMC double flux Index_nom 0,95 0,91 0,78 0,94 0,78 0,95 VMC Hygro A Index_nom 0,81 0,73 0,73 0,75 0,76 0,85 VMC Hygro B Index_nom 0,88 0,75 0,78 0,81 0,73 0,87 V. naturelle Index_nom 0,89 0,86 0,75 0,90 0,80 0,93 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 59 Annexes Etudes numériques Scénarios d’étude: occupation Occupation de MARIA: 2 adultes + 3 enfants de 19, 16 et 13 ans – Pièces principales + Cuisine Occupant Cuisine Homme Jours ouvrés Femme Enfant 19 Enfant 16 Séjour 6:00-7:00 18:00-23:00 7:00-8:00 6:00-7:00 17:00-18:00 18:00-23:00 7:00-8:00 18:00-19:00 7:00-8:00 18:00-20:00 Enfant 13 Chambre 1 Chambre 2 Chambre 3 Chambre 4 23:00-6:00 dort 23:00-6:00 23:00-6:00 dort 23:00-6:00 19:00-7:00 dort 23:00-7:00 17:00-18:00 20:00-7:00 dort 22:00-7:00 7:00-8:00 18:00-21:00 17:00-18:00 21:00-7:00 dort 22:00-7:00 – Pièces de service Jours ouvrés Occupant WC (SDB/WC) Bain (SDB/WC) Homme Femme Enfant 19 Enfant 16 Enfant 13 6:00 – 6:10 6:30 – 6:40 6:10 – 6:20 6:40 – 6:50 Douche WC 7:10 – 7:20 7:25 – 7:35 7:40 – 7:50 7:00 – 7:10 7:15 – 7:25 7:30 – 7:40 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 60 Annexes Etudes numériques Performances aérauliques Système Réf. VMC DF Hygro A Hygro B V. Nat Pièces principales Inf Exf 19,68 -0,14 4,02 -8,42 11,58 -1,47 15,05 -0,90 25,56 -0,02 Réf. VMC DF Hygro A Hygro B V. Nat Débit moyen d’air infiltré (kg/s x 103) = PERMEA Pièces de service Sous-sol + Hall MARIA Inf Exf Inf Exf Inf 8,82 -0,02 6,40 -0,01 34,91 5,34 -0,84 3,23 -0,40 12,60 5,92 -0,16 7,47 0,00 24,97 7,16 -0,08 5,40 -0,03 27,61 11,44 0,00 7,75 0,00 44,75 Débit moyen d’air extrait (kg/s x 103) = BE SDB/WC Douche Cuisine Toilettes 10,26 10,24 22,06 5,13 10,27 10,27 22,07 5,14 1,68 5,77 13,22 1,88 1,90 6,47 14,82 2,12 13,72 13,62 18,21 18,05 Système Réf. VMC DF Hygro A Hygro B V. Nat Chambre 1 4,68 7,98 2,25 2,49 6,90 Total 47,70 47,76 22,56 25,32 63,60 MARIA globale Air neuf N (Vol/h) 48,19 0,46 60,01 0,57 30,23 0,29 28,60 0,27 64,79 0,62 Exf -0,17 -9,67 -1,63 -1,01 -0,02 MARIA globale Extract + Exf OUT/IN 47,87 99,3% 57,42 95,7% 24,18 80,0% 26,33 92,1% 63,62 98,2% Débit d’air neuf moyen (kg/s x 103) = EA + INF Chambre 2 Chambre 3 Chambre 4 Séjour 2,94 3,96 3,34 18,31 7,92 7,96 7,89 19,59 1,53 1,94 2,18 11,83 1,29 1,84 1,86 9,88 4,81 6,18 5,40 21,68 Total 33,23 51,34 19,73 17,36 44,97 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment Laboratoire d’Etude des Phénomènes de Transfert et de l’Instantanéité: Agro-industrie et Bâtiment 61