Eléments du choix durable

Synthèse des éléments du choix durable

Les tableaux ci-dessous synthétisent les différents éléments du choix durable du système de ventilation. Ils reprennent les aspects de confort traités ainsi que les aspects énergétiques abordés dans le dossier Concevoir un système de ventilation énergétiquement efficace.

Dans la mesure où les éléments du choix durable alimentent la réflexion quant à la durabilité du projet, il s'agit bien d'une simple indication, qui de plus doit être interprétée dans chaque situation particulière.

Aspects environnementaux

Conception efficace et dimensionnement optimal du système de ventilation hygiénique

Le renouvellement de l'air a un coût énergétique à deux niveaux :

• La consommation des ventilateurs éventuels
• La consommation de chauffage de l'air neuf introduit dans le bâtiment, que ce soit directement dans le local (via radiateurs par exemple) ou dans un groupe de ventilation (récupérateur de chaleur et batterie de chauffe).

On veillera donc à l'adéquation des débits de ventilations aux besoins, et à la conception optimale des systèmes (choix des ventilateurs et autres auxiliaires, conception des réseaux pour limiter les pertes de charge, …).

Régulation des débits de ventilation

Pour réduire les consommations d'énergie liées au renouvellement de l'air, il convient de mettre en place des systèmes permettant d'adapter les débits d'air neuf effectivement introduits dans le bâtiment aux besoins réels.

En effet, la ventilation ne doit pas être constante si le bâtiment n'est pas utilisé en permanence. De plus, les systèmes sont dimensionnés pour une occupation maximale afin de garantir la qualité de l'air dans toutes les conditions d'utilisation du bâtiment. Mais la plupart du temps, l'occupation effective des locaux est inférieure, voire largement inférieure, à l'occupation maximale :

• Les salles de réunion d'un immeuble de bureau ne sont pas occupées de façon constante, et souvent très partiellement remplies. De même pour une salle de classe ou une crèche ;

• Selon le mode de vie de chaque ménage, un appartement sera occupé pratiquement en permanence ou au contraire vide une grande partie de la journée, etc. ;
• L'adaptation des débits d'air neuf aux besoins réels peut se faire de différentes manières :
  • régulation manuelle avec information et sensibilisation des utilisateurs,
  • régulation sur base de l'humidité présente dans les locaux (ouvertures d'amenée d'air naturelle hygroréglables, ou bouches d'extraction hygroréglables),
  • régulation sur base d'une détection de présence ou sur base de l'occupation via une sonde CO2 ou une sonde CO (dans les parkings).

En période d'occupation d'un bâtiment, une ventilation minimale sera maintenue même en-dehors de la présence des occupants (la nuit dans les bureaux, en journée dans les logements). On n'envisagera un arrêt complet qu'en période d'inoccupation prolongée (vacances, bâtiment non loué,…).

> Voir dossier Concevoir un système de ventilation énergétiquement efficace

Aspects économiques

Investissement

Plus le système de ventilation est complexe, permettant, la gestion des débits ou la récupération de chaleur, plus l'investissement nécessaire à son installation sera important. Néanmoins, ces systèmes plus performants d'un point de vue énergétiques permettent des économies importantes et le temps de retour de l'investissement complémentaire à consentir en construction neuve est généralement relativement court, de 8 à 15 ans environ.

En rénovation, la difficulté d'intégrer des systèmes encombrants peut allonger ces temps de retour. Une étude économique spécifique devra être menée.

Voir dossier Concevoir un système de ventilation énergétiquement efficace.

Entretien

Afin d'assurer une bonne qualité de l'air neuf, il est indispensable de nettoyer régulièrement les différents composants du système de ventilation hygiénique, et de les remplacer si nécessaire.

Bouches de ventilation, ouvertures d'amenée d'air, mécaniques ou naturelles

Filtres

Conduits, échangeurs de chaleur et autres auxiliaire

Les conduites de ventilation et les auxiliaires (ventilateurs, échangeurs de chaleur, batteries, etc.) doivent également être nettoyés régulièrement, à intervalles de 1 à 4 ans, par l'installateur ou une société de maintenance. Le cout pour une installation de logement est évalué entre 150€ et 250€ en fonction du type d'installation.

L'encrassement du système de ventilation dépend fortement de l'environnement extérieur, et de son utilisation, liée directement au mode de vie des utilisateurs. Les intervalles d'intervention sont donc donnés à titre indicatif et doivent être adaptés au cas par cas suivant les prescriptions et conseils des fabricants.

Néanmoins, pour les installations de ventilation avec batterie froide (puissance de la production de froid > 12kw), des mesures minimales pour l'entretien du système de ventilation sont imposées dans le cadre de la réglementation PEB.

Par exemple :

• Inspection des parois intérieures des gaines de pulsion et des plénums : contrôle de l'état de propreté et du niveau de corrosion – 5x /an

• Contrôle visuel de l'encrassement du filtre, relevé de la mesure de perte de pression à travers le filtre et nettoyage ou remplacement du filtre si nécessaire - 2x / an

• Contrôle du niveau de corrosion de la batterie – 1x / an

• Nettoyage du bac de récupération des condensats – 1x / an

• Nettoyage des surfaces d'échange de l'échangeur de chaleur – 1x / an

• Nettoyage des bouches de pulsion et d'extraction – 1 x /an

Aspects socio-culturels

Impact de la qualité de l'air sur le confort

Si la ventilation d'un local est insuffisante, le dégagement de polluants provenant du bâtiment et de ses occupants entraîne une augmentation de la concentration en gaz carbonique (CO2) et en micro-organismes produits par les occupants ou leurs activités. Certaines de ces particules organiques complexes sont odorantes et particulièrement désagréables : odeurs provenant des cuisines, des lieux d'aisance, transpiration, etc.Les odeurs sont surtout détectées par les personnes entrant dans un local : en effet, dans certaines limites, l'occupant s'accoutume aux odeurs.

Si le gaz carbonique n'est pas dangereux pour la santé (tant que sa teneur dans l'air ne dépasse pas 5 000 à 6 000 ppm, valeur particulièrement élevée rarement rencontrée), il est avant tout considéré comme un traceur des polluants humains. Et lorsque la teneur en CO2 dépasse 1 500 ppm, l'ambiance de plus en plus malsaine  induit une respiration moins active et une fatigue prématurée.

D'autre part, la respiration de poussières en suspension dans l'air entraîne une irritation des voies respiratoires. La mise en suspension des poussières est d'autant plus facile que l'air est plus sec. On favorisera donc le maintien d'une humidité relative minimale de l'air. Enfin, on évitera l'empoussièrement des locaux par un entretien régulier.

En rénovation, le remplacement des châssis ou l'augmentation de l'isolation ont souvent pour conséquence une augmentation de l'étanchéité à l'air du bâtiment. La ventilation hygiénique initialement assurée par les infiltrations d'air au travers de l'enveloppe du bâtiment s'en voit donc fortement réduite.

Si rien n'est prévu pour améliorer cette ventilation hygiénique (voire, souvent, pour la mettre en place !), la qualité de l'air s'en trouvera détériorée et peut être insuffisante. Cela n'est pas nécessairement perceptible. Par contre, l'apparition de moisissures sur les murs peut être un signe de ce manque de ventilation hygiénique.

> Dossier Choix durable des châssis

Impact du renouvellement de l'air sur la santé

Indépendamment de l'inconfort créé par le manque de renouvellement de l'air, celui-ci augmente la concentration de micro-organismes comme les bactéries et les virus et donc le risque de contaminationen cas de maladie entre les occupants.

Un lien est également constaté entre le manque de ventilation et l'apparition du Sick Building Syndrom ou Syndrome du Bâtiment Malade (SBM) présent dans les anciennes comme dans les nouvelles constructions.

Les symptômes observés sont : irritation et obstruction nasale, sécheresse et irritation de la muqueuse des yeux, de la gorge, de la peau, migraine, léthargie, état de fatigue, etc. qui peuvent conduire à un absentéisme et une diminution de la productivité.

Les causes du SBM sont : le manque d'air naturel, le dégagement de composés organiques volatils par les matériaux, le taux de CO2, les micro-organismes, les acariens, les champignons, etc. On retrouve aussi des cause physiques tels que l'éclairage, les ondes, les champs électriques, etc.

Le SBM est détecté par une augmentation des maladies dans le bâtiment. Pour supprimer ce syndrome, on veille à éliminer les moisissures, entretenir le système de ventilation, accepter la ventilation naturelle, bien choisir le matériel introduit dans le bâtiment, limiter les polluants, favoriser un refroidissement passif, etc.

Impact du niveau d'humidité de l'air sur le confort

L'humidité a relativement peu d'impact sur la sensation de confort d'un individu dans un bâtiment. Ainsi, un individu peut difficilement ressentir s'il fait 40 % ou 60 % d'humidité relative dans son bureau. L'inconfort n'apparaît que dans des situations extrêmes  :

• soit une humidité relative inférieure à 30 % ;
• soit une humidité relative supérieure à 70 %.

De faibles niveaux d'humidité (en deçà de 30 %) donnent lieu à certains problèmes :

• Augmentation de l'électricité statique (petites décharges lors du contact avec des objets métalliques) ;
• Augmentation de la concentration en poussières dans l'air (diminution de la taille des particules) et donc de leur vitesse de sédimentation et dès lors du nombre de bactéries aéroportées, ce qui serait susceptible d'induire une augmentation de la fréquence de maladies respiratoires en hiver lorsque l'humidité de l'air est faible. Les gains énergétiques entraînés par une diminution drastique de l'humidification de l'air doivent être comparés aux pertes entraînées par un absentéisme accru.

De hauts niveaux d'humidité (au-delà 70 % HR) donnent lieu à une croissance microbienne importante et à des condensations sur les surfaces froides.

Source : Energie+, extrait de L'action de l'humidité de l'air sur la santé dans les bâtiments tertiaires, R. Fauconnier, Chauffage Ventilation Conditionnement n°10/1992 © Bruxelles Environnement

Impacts des mauvais comportements

Les comportements qui pénalisent la qualité de l'air sont malheureusement fréquents. Certains viennent d'un souci de réduire la facture de chauffage, d'autres d'une méconnaissance des risques encourus. Par exemple, ne pas ventiler en hiver pour limiter le chauffage, boucher les grilles d'aération lorsqu'elles sont présentes, etc. On veillera autant que possible à sensibiliser les futurs occupants sur l'importance de la ventilation.

Contrairement à ce que l'on pourrait croire, l'ouverture d'une fenêtre en grand pendant un temps limité n'a pas un impact énergétique très important. Par exemple, un renouvellement total de l'air d'un living de 25m² lorsque l'air extérieur est de 10°C demande seulement un peu moins d'un ¼ de kWh, soit un peu plus de 1 centime d'euro ! Il ne faut donc pas hésiter à ventiler les pièces en hiver. En effet, en aérant pendant un quart d'heure, on se contente de renouveler l'air, sans refroidir les murs ni évacuer toute la chaleur qu'ils ont accumulée. Une fois la fenêtre refermée, l'air froid sera très vite réchauffé au contact des murs ou du radiateur. Par contre, ne pas oublier de couper le chauffage avant d'ouvrir la fenêtre pour éviter de chauffer l'extérieur !

Impact potentiel sur la santé du puits canadien

Dans un puits canadien, en été, l'air neuf est en contact avec des parois froides sur lesquelles de la condensation va apparaître. Une bonne réalisation du système est donc indispensable pour assurer l'évacuation constante de ces condensats et éviter l'apparition de moisissures, bactéries, etc. qui pollueraient l'air neuf introduit dans le bâtiment.

> Dossier Appliquer une stratégie de refroidissement passif

Le cas des zones non-fumeur et fumeur

L'Arrêté royal du 13 décembre 2005 portant sur l'interdiction de fumer dans les lieux publics est entré en application au 1er janvier 2006. Quant à la réglementation pour le secteur HORECA, en vigueur depuis 2007, concerne :

• Les cafétérias/cantines des infrastructures sportives : interdiction totale de fumer ;
• Les restaurants, pâtisseries, tea-rooms : interdiction totale de fumer sauf dans un fumoir isolé, fermé où on peut uniquement consommer des boissons – cet espace ne pourra pas excéder 25% de la superficie totale de l'établissement ;
• Les cafés, brasseries : autorisation de fumer à la condition toutefois de disposer d'un extracteur de fumée (15 m³ /heure/m²) et d'installer une zone non-fumeur clairement indiquée, sur la moitié de la superficie totale de l'établissement.

Pour assurer la qualité de l'air, il sera nécessaire d'adapter la ventilation ou d'en tenir compte lors d'un projet de rénovation ou de conception.

Arbitrage

Système de ventilation hygiénique

A l'exception du système A dont le fonctionnement est tributaire des conditions extérieures (température, vent) et qui peut donc parfois assurer une ventilation trop faible, L'ensemble des systèmes de ventilation (B, C ou D) peuvent assurer le confort respiratoire pour autant qu'ils soient bien conçus.

Par contre, dans un objectif de performance énergétique, on favorisera le système D qui permet de mettre en place une récupération de chaleur sur l'air extrait pour préchauffer l'air neuf.

> Dossier Concevoir un système de ventilation énergétiquement efficace

Classe de qualité d'air >< économie d'énergie

Il existe une relation entre le débit d'air frais et le pourcentage prévisible de personnes insatisfaites (PPD) par la qualité de l'air ambiant.

© Bruxelles Environnement

Un dimensionnement large des débits de ventilation est donc favorable au confort.

Mais l'augmentation du débit d'air frais engendre des surconsommations énergétiques directes (ventilateurs) et indirecte (chauffage de l'air neuf).

Il convient donc de définir raisonnablement ses objectifs en termes de qualité de l'air en fonction de l'occupation spécifique des locaux (public fragile, occupation intensive, …). Ainsi, dans des locaux à usage particulier (chambre d'hôpital par exemple), les taux de ventilation seront plus importants que dans du bureau ou du logement.

Confort hygrothermique >< économie d'énergie

De même, si le contrôle de l'humidité est favorable au confort, l'humidification et surtout la déshumidification de l'air sont énergétiquement très coûteuses.

Il convient donc de définir raisonnablement ses objectifs en termes de contrôle de l'humidité de l'air et de fixer, le cas échéant, la consigne d'humidité la plus basse possible.

Attention on rencontre souvent une sécheresse de l'air dans les bâtiments très basse énergie ou passif de par leur grande étanchéité à l'air et leur ventilation hygiénique efficace, et particulièrement lorsque le chauffage se fait sur l'air.

Dans ce cas, on envisagera,

• La mise en place de matériaux de finition hygroscopiques,
• Le choix d'un récupérateur de chaleur à roue de préférence à un récupérateur à plaques
• L'installation d'un humidificateur dans le groupe de ventilation ou d'humidificateurs locaux dans les pièces de vie.