Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi certains environnements intérieurs provoquent de l'inconfort et des courants d'air malgré le fait qu'il s'agisse d'un grand espace ouvert, comme une salle de classe par exemple ? En tant qu'experts dans le domaine du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (HVAC), nous avons là un exemple évident d'échec dans le choix d'un système de ventilation. Mais que faut-il choisir pour favoriser le bien-être et la productivité dans les grands environnements intérieurs ? Un principe de ventilation des années 1970, presque oublié, pourrait être la clé. Laissez-nous, vous en dire plus.
Alors que nous passons de plus en plus de temps à l'intérieur, le besoin d'un système de ventilation efficace capable de fournir de l'air frais et de garantir un climat intérieur sain se fait de plus en plus sentir. Un système doit alimenter l'environnement intérieur en air frais extérieur et évacuer efficacement l'air pollué et les autres substances nocives. Il existe différentes manières de le faire et de garantir un climat intérieur optimal pour les personnes qui s'y trouvent.
Un principe de ventilation presque oublié est la ventilation par déplacement. Ce principe consiste à insuffler de l'air à faible vitesse au niveau du sol et à évacuer l'air usagé au niveau du plafond. L'air soufflé est sous-tempéré, généralement 3 à 4 degrés Celsius plus froid que la température de la pièce, ce qui lui permet de se répandre sur la surface du sol avant de commencer à s'élever avec les sources de chaleur de la pièce. Le mouvement de l'air est déterminé par les différences de densité de l'air : l'air chaud, dont la densité est inférieure à celle de l'air froid, monte jusqu'au plafond. Cela crée deux zones dans la pièce, une zone supérieure avec de l'air chaud et pollué et une zone inférieure avec de l'air "propre".
Figure 1. Air soufflé, au sol - Air extrait, au plafond.
La ventilation par déplacement au fil du temps
Dans les années 1970, pendant la crise de l'énergie, la ventilation par déplacement d'air est apparue comme une solution rentable pour la gestion de la ventilation dans les bâtiments. Elle s'est rapidement imposée dans diverses applications, notamment dans les jardins d'enfants. Cependant, cette approche a eu des conséquences inattendues, notamment des rhumes fréquents chez les enfants qui passaient du temps près du sol où l'air froid était distribué. Pour tenter d'atténuer ce problème, des dessins et d'autres objets ont été placés sur les diffuseurs d'air pour bloquer l'air froid. Ainsi, au lieu de résoudre le problème, cette solution de fortune a détérioré le climat intérieur et contribué à une perception négative de la ventilation par déplacement d'air. En conséquence, l'utilisation de la ventilation par déplacement a diminué tout au long des années 2000.
Malgré les difficultés rencontrées dans le passé, la ventilation par déplacement peut être très efficace lorsqu'elle est correctement mise en œuvre, car elle offre une efficacité de renouvellement de l'air de 50 à 100 %. Contrairement à la ventilation par mélange, qui distribue l'air à partir du plafond, cette méthode ne nécessite pas de ventiler l'ensemble de la pièce. Elle se concentre uniquement sur la zone occupée ou sur les zones où les niveaux de pollution sont élevés.
Comment profiter des bienfaits de la ventilation par déplacement de nos jours ?
La ventilation par déplacement d'air est particulièrement utile dans les grands espaces dotés de plafonds hauts, tels que les installations industrielles, les magasins, les salles de classe et les salles de sport. Les plafonds élevés offrent une zone de stockage de l'air pollué au-dessus de l'espace occupé. Pour bénéficier pleinement de ce principe de ventilation, une hauteur de plafond d'au moins trois mètres est nécessaire, mais les conditions optimales sont obtenues avec des hauteurs de plafond supérieures à quatre mètres.
En outre, la position des diffuseurs d'air joue un rôle clé lorsqu'il s'agit d'assurer une distribution efficace et uniforme de l'air dans toute la pièce. Les diffuseurs à déplacement d'air, qui sont souvent installés dans la zone d'occupation, peuvent être confrontés à des difficultés liées à l'agencement de la pièce, à la disposition des meubles et à d'autres facteurs intérieurs. Cela dit, il est essentiel d'éviter que ces diffuseurs d'air soient placés trop près des personnes, en particulier celles qui ont un travail sédentaire, car le flux d'air peut être source d'inconfort. Les diffuseurs à déplacement d'air sont généralement équipés d'un certain nombre de disques rotatifs qui permettent de régler le schéma de diffusion. Comme l'agencement ou la fonction des espaces intérieurs peut changer au fil du temps, la possibilité de réglage devient un avantage indéniable.
Les diffuseurs à déplacement d'air sont disponibles dans de nombreuses variantes pour s’adapter à la fonction, à la géométrie et à la conception d'une pièce, ainsi qu'au type de construction du bâtiment et à la solution HVAC choisis.
Même si la variété des diffuseurs d'air à déplacement d'air sur le marché est très large, il existe des exemples où un produit sur mesure est nécessaire pour répondre aux demandes du client. C'est le cas du Malmö Live en Suède. Swegon a réussi à intégrer 1 400 diffuseurs d'air sur mesure au fond des sièges de la grande salle de concert. De cette manière, nous avons fait en sorte que la ventilation occupe le moins d'espace possible et qu'elle disparaisse de la vue des visiteurs.
Figure 2. Siège avec diffuseurs intégrés dans les pieds (schéma Swegon).
Compte tenu de ce qui précède, les diffuseurs à déplacement sont remarquablement flexibles dans leur forme "standard", qu'il s'agisse de demi-cercles ou de "faux piliers", mais ce principe de la ventilation permet également de les personnaliser pour répondre à des besoins spécifiques.
En résumé, la ventilation par déplacement d'air est une méthode très efficace pour ventiler les espaces présentant les caractéristiques suivantes :
- des débits d'air importants
- une grande surface au sol
- des sources de chaleur dans la pièce
- des plafonds hauts
- des capacités de refroidissement limitées.
La ventilation par déplacement se caractérise par :
- l’introduction de l’air soufflé au niveau du sol
- pas de mélange significatif de l'air ambiant dans l'air soufflé
- l'air soufflé est fourni à faible vitesse
- la température d’air soufflé est inférieur à la température ambiante
-
l'air extrait est évacué au niveau du plafond
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