Ventilation
L’air frais doit être chauffé en hiver et parfois refroidi en été. Le modèle compte deux sources de renouvellement d’air : l’air qui fuit à travers l’enveloppe du bâtiment (murs, toit, sol et fenêtres) et l’air que vous faites entrer volontairement. Les deux sont exprimées en renouvellements d’air par heure : 1.0 signifie que tout le volume d’air de la maison est remplacé une fois par heure.
Infiltration et étanchéité à l’air
L’infiltration est l’air qui passe par les fuites du bâtiment quand aucune fenêtre n’est ouverte. L’étanchéité à l’air indique l’importance de ces fuites. Un test d’infiltrométrie la mesure : un ventilateur dans une porte maintient la maison à 50 Pa (bien plus qu’une brise normale) et mesure les renouvellements d’air par heure que les fuites permettent alors (EN ISO 9972). Le résultat s’appelle n50. Plus il est faible, plus la maison est étanche. À la pression normale, les fuites sont bien plus faibles. Le modèle utilise la règle courante selon laquelle elles représentent un vingtième de n50. Un n50 de 3.5 donne 0.175 renouvellement d’air par heure.
L’assistant déduit n50 de l’année de construction, mais vous pouvez le remplacer par une valeur mesurée. Les valeurs par défaut vont de 0.8 pour les maisons les plus récentes à 10 pour celles construites avant 1960. Elles proviennent actuellement d’une table basée sur le Luxembourg. Une cave, des combles ou un garage non chauffés reçoivent deux fois le n50 du reste de la maison.
L’infiltration est un débit constant dans chaque zone thermique (un étage traité comme un seul volume d’air), toute l’année. Elle n’augmente ni avec le vent ni avec l’écart de température entre intérieur et extérieur. La règle de division par 20 n’est qu’une approximation ; les fuites mesurées dans une vraie maison peuvent donc être sensiblement différentes.
Ventilation naturelle
La ventilation naturelle n’utilise pas de ventilateur : l’air entre par les fuites du bâtiment (l’infiltration décrite ci-dessus), par les fenêtres ouvertes ou par une entrée d’air, petite fente dans le cadre d’une fenêtre. Le modèle représente l’ouverture par un débit de fond de 0.3 renouvellement d’air par heure. Il fonctionne seulement si la maison est plus chaude que l’extérieur, si la température intérieure est comprise entre 18 et 32 °C et si la température extérieure est comprise entre 0 et 32 °C. Quand il fait froid, de moins 15 à 0 °C dehors, 0.1 renouvellement d’air par heure représente de brèves ouvertures de fenêtres et des passages de portes. Sous moins 15 °C, il n’y en a pas. La valeur de 0.3 est une hypothèse de modélisation correspondant à la moyenne quotidienne des habitudes des occupants, pas une obligation réglementaire.
Au quotidien, 0.3 renouvellement d’air par heure équivaut à environ une demi-heure par jour avec les fenêtres grandes ouvertes. Le calcul : 0.3 par heure représente 7.2 renouvellements par jour ; les recommandations allemandes sur l’air intérieur préconisent trois à cinq minutes d’aération en ouvrant des fenêtres opposées par temps froid. Si chaque ouverture renouvelle la majeure partie de l’air d’une pièce, ce que vise cette recommandation, une demi-heure par jour donne un résultat comparable. Il s’agit d’un ordre de grandeur, pas d’une mesure. Le modèle répartit l’air uniformément dans la journée au lieu de quelques périodes courtes et ne représente donc pas le courant d’air froid réel.
Les fuites s’ajoutent à ce débit et dépendent de l’âge de la maison. Pour une maison de 400 m³ (environ 150 m² de plancher), la ventilation représente 120 m³/h dans tous les cas. Le bâtiment fuit environ 16 m³/h s’il est neuf et étanche (n50 0.8), 70 m³/h pour une maison des années 2000 (n50 3.5), 120 m³/h pour une maison des années 1970 (n50 6) et 200 m³/h pour une maison construite avant 1960 (n50 10). Dans le cas le plus ancien, la maison se ventile davantage par ses fuites que par l’aération. Dans le cas le plus récent, elle ne se ventile presque pas seule. Par temps doux, une maison avec un n50 de 3.5 reçoit environ 0.475 renouvellement d’air par heure : 0.175 d’infiltration et 0.3 de ventilation de fond. Ce calcul repose sur les valeurs par défaut, pas sur votre maison.
Ventilation mécanique avec récupération de chaleur
La ventilation mécanique avec récupération de chaleur comprend deux ventilateurs et un échangeur de chaleur. L’un des ventilateurs fait entrer l’air frais, l’autre extrait l’air vicié. L’échangeur transmet à l’air entrant la chaleur de l’air sortant sans mélanger les deux flux. Le modèle ajoute un système équilibré dans chaque zone chauffée : les débits de soufflage et d’extraction sont égaux, donc la maison n’est pas mise en pression. Le débit total est réparti également entre les zones chauffées et reste constant toute l’année.
Le rendement de récupération de chaleur sensible correspond à la part de chaleur de l’air sortant transmise à l’air entrant (« sensible » désigne la chaleur mesurée par un thermomètre, pas l’humidité). Le modèle utilise 0.87 par défaut et ne récupère pas l’humidité. Réchauffer 200 m³ d’air frais par heure coûte environ 67 W par kelvin (degré) d’écart entre l’air extérieur et intérieur. Avec 87 % de récupération, cela tombe à environ 9 W. Ce sont des valeurs illustratives calculées à partir de la formule, pas des résultats de simulation.
L’assistant propose la récupération de chaleur pour les maisons construites à partir de 2015 et la ventilation naturelle pour les plus anciennes. Vous pouvez faire un autre choix. Le débit par défaut représente la moitié du volume chauffé renouvelé par heure, arrondie aux 50 m³/h les plus proches et limitée entre 150 et 400 m³/h. Les ventilateurs consomment de l’électricité chaque heure de l’année : le débit multiplié par la puissance électrique spécifique du ventilateur (électricité consommée par m³ d’air déplacé), de 0.25 Wh/m³ par défaut. À 200 m³/h, cela représente 50 W, soit environ 440 kWh par an, comptabilisés dans les résultats.
Quand le système fonctionne, le débit naturel de 0.3 est remplacé par un débit résiduel de 0.1 renouvellement d’air par heure. Cela représente les portes, les brèves ouvertures de fenêtres et l’effet de tirage thermique (l’air chaud qui monte dans la maison et fait entrer l’air en bas et sortir l’air en haut) qui subsistent. L’infiltration reste applicable.
En été, le système possède un bypass, un volet qui fait contourner l’échangeur à l’air afin que l’air frais de nuit entre sans être réchauffé par l’air extrait. Pour chaque étage chauffé, le modèle l’ouvre si trois conditions sont réunies : la pièce est chaude, l’air extérieur dépasse 12 °C et il est plus frais que la pièce. L’état « chaud » s’active au-dessus de votre consigne de chauffage diurne plus 2 K et se désactive sous cette température plus 1 K. Avec 21 °C le jour, le bypass s’ouvre au-dessus de 23 °C et se ferme sous 22 °C. Lorsqu’il est ouvert, les ventilateurs gardent le même débit et l’échangeur ne récupère plus la chaleur.
Limites du modèle
- La ventilation par extraction seule (les ventilateurs évacuent l’air vicié de la cuisine et des salles de bains, l’air frais entrant par des ouvertures) figure dans l’assistant mais n’est pas modélisée comme système séparé. Elle se comporte comme une ventilation naturelle, sans récupération de chaleur ni consommation électrique de ventilateur.
- L’infiltration et la ventilation naturelle sont des débits fixes. Les flux dus au vent et au tirage thermique, ainsi que l’ouverture des fenêtres en période de canicule, ne sont pas représentés.
- Le système n’a pas de régulation à la demande (débit selon le CO2 ou l’humidité), de mode boost (débit accru pendant la cuisson), de protection contre le gel de l’échangeur ni de récupération d’humidité. Le débit ne dépend pas de l’occupation.
- La qualité de l’air n’est pas simulée. Le modèle ne vérifie ni le CO2, ni l’humidité, ni le respect d’une norme de ventilation.
- Les pertes de chaleur dans les conduits et l’effet des filtres sur la puissance des ventilateurs ne sont pas modélisés.