Effet de cheminée et conception du système de ventilation

Dans la conception de tout bâtiment, la ventilation est un élément essentiel pour assurer le confort thermique et humain. Déterminer la façon dont l’air circule dans une maison ou un bureau dicte comment la température est régulée, comment les odeurs de cuisson ou d’autres sources se répandent, et même affecte la santé des habitants en prévenant les polluants atmosphériques. La clé d’une bonne ventilation, qu’elle soit naturelle ou mécanique, est de permettre un débit d’air ininterrompu afin d’atténuer les répercussions négatives de l’air stagnant. Pourtant, comment pouvez-vous être sûr du type de ventilation dont une structure construite a besoin, ou comment contrôler la vitesse du flux d’air sans l’entraver ? Dans cet article, nous vous expliquerons comment utiliser la simulation en ligne pour répondre à ces questions et comment créer et améliorer la conception de votre système de ventilation.

Pourquoi la conception d’un système de ventilation est-elle importante ?

En plus d’assurer le confort climatique de l’homme, l’importance de la ventilation se résume essentiellement au contrôle de l’humidité de l’air, à l’apport d’air frais et à la capacité de gérer ces facteurs dans un espace donné. Sans une circulation d’air adéquate, la pourriture du bois et les cloisons sèches peuvent devenir un problème très réel pour les propriétaires de maison et les propriétaires d’entreprise, les moisissures peuvent commencer à avoir des effets néfastes sur la santé et l’intégrité structurale peut commencer à faiblir.

La façon dont la ventilation est conçue à l’intérieur d’un bâtiment est également importante pour les facteurs légaux de santé et de sécurité. Par exemple, les ingénieurs doivent établir dans le processus de planification du bâtiment comment le feu et la fumée se propageraient dans un espace et comment atténuer les conséquences dangereuses. Ces complications sont souvent exaspérées par le fait de ne pas tenir compte des variations saisonnières du débit d’air et de la mise en œuvre adéquate d’un système de ventilation.

Ventilation naturelle vs ventilation mécanique

Lorsqu’on envisage la conception d’un système de ventilation, les options se divisent généralement en deux grandes catégories : la ventilation mécanique ou la ventilation naturelle.

Ventilation mécanique dans les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation

La ventilation mécanique ou forcée/induite pour la conception des systèmes de ventilation CVC utilise des dispositifs artificiels pour créer l’effet de la ventilation naturelle dans une plus grande mesure. Par rapport à la ventilation naturelle, ce type de contrôle du débit d’air est préféré dans les espaces qui doivent faire face à des facteurs externes plus extrêmes comme l’humidité, et qui nécessitent donc la climatisation pour maintenir le confort thermique.

À l’aide de simulations de ventilation mécanique, vous pouvez même concevoir des moyens de contrôler la contamination, les odeurs et plus encore, au-delà des capacités de ventilation naturelle. Les ventilateurs d’extraction sont un excellent exemple des possibilités de la ventilation forcée.

Défauts de la ventilation mécanique

L’inconvénient des systèmes de ventilation mécanique HVAC est l’énergie utilisée. Bien que vous puissiez installer des ventilateurs récupérateurs de chaleur (VRC) pour récupérer l’énergie perdue, un système de ventilation électrique ne sera jamais aussi éconergétique qu’un système naturel. En plus de cet inconvénient plus évident, la ventilation forcée peut dépressuriser un espace, ce qui entraîne d’autres problèmes avec les applications de ventilation naturelle, et même avec les chauffe-eau et les appareils de chauffage à eau chaude qui dépendent de la pression positive pour fonctionner. Cette pression négative peut même être dangereuse pour les habitants d’un espace, car elle peut entraîner des gaz dans un milieu de vie qui peut s’avérer toxique en grande quantité. Encore une fois, cela nécessite une simulation de ventilation mécanique pour assurer le respect des exigences de sécurité.

Ventilation naturelle en HVAC

La ventilation naturelle fournit et extrait l’air à l’intérieur et en provenance de l’intérieur grâce à un flux d’air organique. Ce phénomène est possible grâce à l’exploitation de la puissance des différences de pression atmosphérique dues aux forces naturelles définies par deux variétés : la poussée d’Archimède et la poussée du vent. La ventilation par flottabilité est le résultat des différences de température entre l’espace intérieur et l’espace extérieur de la structure. Comme les simulations de ventilation mécanique, ce flux d’air naturel peut également être simulé.

La ventilation par le vent, en revanche, résulte des pressions créées par la force du vent autour d’un bâtiment en fonction de ses propriétés aérodynamiques, ainsi que des ouvertures qui permettent à l’air de circuler dans l’espace donné.

Insuffisances de la ventilation naturelle

Bien qu’elle soit plus éconergétique et plus sécuritaire, la ventilation naturelle peut ne pas être fiable pour évacuer et introduire de l’air frais dans un espace intérieur en raison de la nature des forces naturelles auxquelles elle répond. Les forces motrices incertaines de la ventilation naturelle ainsi que les difficultés de contrôle global du débit d’air peuvent estimer que la ventilation naturelle n’est pas assez efficace dans certains cas en raison de certains climats.

Effet de cheminée dans la ventilation naturelle

L’effet de cheminée ou l’effet de cheminée est un phénomène courant qui découle de la ventilation naturelle et dont il faut tenir compte. Ce flux d’air résulte de la force naturelle due à la flottabilité de l’air qui résulte des différents niveaux de pression, de température et de densité de l’air entre les environnements internes et externes correspondants. Les variables qui contribuent à créer cet effet physique sont la différence thermique ainsi que la hauteur de la structure donnée. Le débit d’air à travers une cheminée est un exemple clair de l’effet de cheminée en raison de l’inclusion des deux principales variables en jeu : la hauteur et la différence de température. L’étude de cas suivante explore ce concept en profondeur.