Choisir le système de ventilation dans les locaux d’hébergement

© Architecture et climat 2023.

  1. Amenée d’air naturel
  2. Grille de transfert
  3. Evacuation naturelle

Chambres et sanitaires individuels

Dans les hôtels, auberges, pensionnats, … les plans de type « chambre et sanitaire individuels » présentent très souvent la même configuration : Chaque chambre représente un ensemble autonome composé de 3 zones

  • la chambre proprement dite (à un ou plusieurs lits),
  • la salle d’eau attenante, y compris WC,
  • l’entrée donnant accès aux deux premières zones et au couloir commun à toutes les chambres.

Plan standard d'une chambre d'hôtel.

Disposition habituelle de chambres individuelles :
une gaine technique dessert les sanitaires contigus.
Le faux plafond de l’entrée et des sanitaires peut être plus bas que celui de la chambre,
ce qui permet le passage de gaines techniques, notamment pour la pulsion d’air mécanique.

On trouve une configuration équivalente dans les hôpitaux :

Disposition habituelle de chambres individuelles

Généralement, deux salles d’eau contiguës ont en commun une gaine technique verticale. Un seul conduit d’extraction mécanique est habituellement placé dans celle-ci, desservant à chaque niveau deux ensembles contigus. Un extracteur en toiture peut ainsi reprendre l’extraction de 5 niveaux, c’est-à-dire 10 chambres. L’inconvénient de cette configuration est la transmission acoustique entre les différents ensembles.
L‘air neuf est introduit dans les chambres

  • Soit naturellement, au moyen de grilles autoréglables placées en façade dans les menuiseries ou la maçonnerie (ventilation simple flux). Lorsque l’ambiance extérieure (bruit et pollution limités) le permet, c’est la solution la plus simple à mettre en œuvre.

Photo grilles externes de ventilation. Photo grilles externes de ventilation.

Grille intégrée entre le vitrage et la menuiserie et intégrée dans la menuiserie.

  • Soit mécaniquement, par un réseau de conduits placé dans le faux plafond des zones de circulation ou dans la gaine technique commune aux extractions. La diffusion de l’air neuf à l’intérieur de chaque bureau est alors obtenue par une grille murale placée au niveau de la retombée des faux plafonds des circulations ou de l’entrée.

Le transfert d’air entre la chambre et la salle d’eau se fait, soit par un détalonnage des portes, soit par des passages appropriés avec grilles à chevrons ou autre.

Grille de transfert d’air.


Chambres individuelles et sanitaires communs

Concevoir

On se retrouve dans une situation semblable à celle des immeubles de bureaux.

Les chambres sont desservies par des circulations donnant également accès à un ou plusieurs complexes sanitaires. Ce type d’agencement donne aux différents principes de ventilation retenus une orientation commune :

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  1. Air neuf
  2. Air vicié

L’introduction d’air neuf dans les chambres,
le transfert des volumes d’air introduits via les circulations,
l’évacuation vers l’extérieur de l’air vicié dans les locaux sanitaires.

L’air neuf peut être amené dans les chambres par grilles autoréglables placées en façade dans les menuiseries ou la maçonnerie (ventilation de type C ou simple flux), l’air vicié étant évacué dans les sanitaires au moyen d’un ventilateur d’extraction.

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  1. Air neuf
  2. Air vicié

Ventilation des locaux d’hébergement par ventilation simple flux (système C).

Les circuits d’extraction (conduits et ventilateurs) sont, dans la plupart des cas, communs à plusieurs niveaux. Ils sont généralement conçus suivant le principe du « parapluie ». Les conduits verticaux empruntent les gaines techniques également verticales et les conduits horizontaux passent dans l’épaisseur des faux plafonds. Ces ensembles desservent à chaque niveau une ou plusieurs zones sanitaires.

Étant donné l’absence de conduit de distribution vers chaque chambre, l’espace nécessaire aux locaux techniques et aux conduits d’air est peu important. Ceci prend toute son importance en regard des hauteurs de faux plafonds qui n’ont pas à tenir compte du passage de conduits d’air.

Cependant, pour limiter l’influence du vent et des circulations d’air parasites, ce type d’installation ne s’applique qu’aux immeubles de taille moyenne et peu élevés : immeubles de moins de 13 m de haut (hauteur au plancher du dernier étage).

Le système de ventilation D ou double flux, c’est-à-dire équipé d’une pulsion et d’une extraction mécanique, est quant à lui le meilleur en terme de maîtrise des débits dans les locaux : on a la garantie que les chambres sont bien alimentées en air neuf et que l’air vicié des sanitaires est directement évacué vers l’extérieur.

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  1. Air neuf
  2. Air rejeté
  3. Air vicié

Ventilation des locaux d’habitation par ventilation double flux (système D).

Ce système est pratiquement indispensable dans les immeubles importants en site urbain.

La distribution de l’air neuf est assurée par un réseau de conduits placé dans les faux plafonds des zones de circulation.

La diffusion de l’air neuf à l’intérieur de chaque chambre est obtenue par une grille murale placée au niveau de la retombée des faux plafonds des circulations, ou dans le cas de grandes chambres communes par des diffuseurs plafonniers répartis sur la surface du dortoir.

L’extraction et le transfert se font comme pour le système C.

Concrètement, le choix du système D par rapport au système C sera guidé par :

  • le souhait de garantir une répartition correcte des flux d’air,
  • le besoin de se protéger de l’ambiance extérieure (bruit et pollution),
  • le besoin de préchauffer ou d’humidifier l’air neuf.


Salles de séjour : principe du balayage

La ventilation des salles de séjour attenantes aux chambres doit assurer les débits recommandés par la norme NBN D50-001 (3,6 m³/h.m²). Il n’est cependant pas nécessaire de puiser cet air directement à l’extérieur. On peut appliquer, pour ces locaux, le principe dit « du balayage ». Celui-ci consiste à faire transiter par le séjour, l’air provenant des chambres, avant de l’évacuer dans les sanitaires. Si le débit nécessaire au séjour est supérieur au débit des chambres, des amenées d’air complémentaires doivent être ajoutées dans celui-ci.

Choisir le système de ventilation dans les espaces médicalisés


Principe général

Dans les zones non médicalisées, on se rapproche de la conception des bâtiments classiques du tertiaire tels que les bâtiments ou les plateaux de bureaux administratifs ou médicaux. Dans ces zones la ventilation naturelle peut être envisagée pour autant qu’elle n’interfère pas avec la ventilation mécanique des autres zones (zones administratives intégrées dans des zones médicalisées par exemple).


Configuration la plus courante

Généralement, la ventilation dans les unités d’hospitalisation à risque de contamination faible est une ventilation mécanique à distribution de type horizontale :

  • La prise d’air pour le groupe de traitement peut se faire à l’étage considéré ou en toiture.
  • La distribution est composée d’un réseau de conduits horizontaux placés dans le faux plafond des zones de circulation (faux plafonds du couloir) et distribuant l’air neuf au droit de chaque chambre.

  • La diffusion de l’air neuf à l’intérieur de chaque chambre est alors obtenue par une grille murale placée au niveau de la retombée des faux plafonds des circulations ou de l’entrée.
  • Le transfert d’air entre la chambre et la salle d’eau se fait, soit par un détalonnage des portes, soit par des passages appropriés avec grilles à chevrons ou autre.

Grille de transfert d’air.

  • L’extraction de l’air vicié se fait, via la salle d’eau et le réseau de conduits horizontal, en bout de plateau ou à travers des conduits verticaux en toiture.

Le système à distribution verticale est à éviter dans les unités d’hospitalisation et dans les hôpitaux en général de manière à éviter la biocontamination croisée entre étages dont la spécialité médicale est différente (la pneumologie pourrait-elle partager le même réseau de ventilation que la maternité ?).

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Ventilation double flux verticale.

  1. Air neuf
  2. Air rejeté
  3. Air vicié

Équilibre amenée d’air neuf – évacuation d’air vicié

Les normes de ventilation n’impose pas d’équilibrer les débits d’extraction et d’amenée d’air. C’est cependant le moyen de garantir que les débits d’air neuf prévus soient effectivement introduits dans le bâtiment : l’air ne rentrera pas s’il ne peut sortir !

La norme doit donc être considérée comme une ligne de conduite reprenant les exigences minimales à respecter. Elle ne garantit en aucun cas le débit réel de ventilation du bâtiment.

Dans la mesure du possible, il faut donc essayer d’équilibrer les débits d’amenée et d’évacuation d’air, tout en laissant un léger surplus d’amenée d’air par rapport à l’extraction pour maintenir les chambres en surpression et éliminer les entrées d’air parasites venant du couloir et de l’extérieur.

Choisir le système de ventilation dans les salles de sport


Apport d’air neuf

L’apport d’air neuf nécessaire à la respiration des occupants et à l’évacuation des polluants doit être calculé en fonction du nombre des occupants potentiels et non en fonction d’un taux de renouvellement d’air, comme c’est parfois fait. Calculer les débits d’air en fonction d’un taux de renouvellement d’air de l’ordre de 3 à 4 [vol/h] conduit à des surdébits importants donc à un surdimensionnement et une surconsommation importants.

En France, l’arrêté du 12 mars 76 (toujours d’application) impose un débit de débit de 25 [m³/h par sportif]. En Belgique, l’annexe C3 de la PEB impose une valeur minimale générale de 22 m³/h par personne, sans distinction entre spectateurs et sportifs, et un taux d’occupation minimal de 3.5 m²/personne.

Dans les vestiaires, l’annexe C3 de la PEB impose un débit minimum de 25 m³/h par WC ou de 15 m³/h par m² et un débit de 5 m³/h par m² pour les douches avec un minimum de 50 m³/h.

Exemple.

Considérons une salle de sport de 7 000 m³. L’occupation maximum de la salle est de 24 sportifs (une classe) et 50 spectateurs.

Méthode de dimensionnement des apports d’air neuf Dimensionnement Débit d’air à assurer Taux de renouvellement d’air
En fonction du nombre de personnes : 25 [m³/h.sportif] et 22 [m³/h.spectateur] 25 [m³/h.sportif] x 24 [sportifs] + 22 [m³/h.spectateur] x 50 [spectateurs] 1 700 m³/h] 0,24 [vol/h]
en fonction du taux de renouvellement d’air : 4 [vol/h] (valeur couramment rencontrée) 4 [vol/h] x 7 000 [m³] 28 000 [m³/h] 4 [vol/h]

Chauffage avec air recyclé

Dans les installations de chauffage à air, l’apport d’air de ventilation est souvent combiné au chauffage de la salle (chauffage par aérothermes avec prise d’air extérieure). Le débit d’air brassé par les émetteurs de chaleur est nettement plus élevé que les débits d’air hygiéniques recommandés. Il est donc important, pour des raisons d’économie d’énergie, de recycler une part importante de l’air de la salle, l’air neuf ne devant servir qu’à la ventilation hygiénique de la salle.

Le débit d’air neuf peut être surdimensionné uniquement pour les situations d’inconfort d’été ou de très forte affluence pour évacuer les calories excédentaires.


Modulation des apports d’air neuf

L’occupation d’une salle de sport est souvent variable (occupée en journée par une classe et en soirée par une compétition avec spectateur). Les débits d’air neuf nécessaires varient en conséquence. Il est dès lors intéressant de prévoir une possibilité d’adaptation des débits, soit automatique, soit manuelle. La ventilation doit en tout cas être arrêtée en période d’inoccupation.

Exemple.

Une salle de 44 x 22 m avec 150 places de gradins a une fréquentation maximum estimée à 300 personnes. En temps ordinaire, l’occupation ne dépasse pas 60 personnes (deux classes de collège). voici comment on pourrait envisager la ventilation :

Schéma sur une ventilation possible pour une occupation normale de 10 à 60 personnes.

Schéma sur une ventilation possible pour une occupation faible de 0 à 10 personnes.

Schéma sur une ventilation possible pour une occupation forte de 60 à 300 personnes.

Le souhait de moduler et d’arrêter la ventilation en fonction de l’occupation impose de pouvoir découpler le fonctionnement du chauffage et de la ventilation, par exemple lors de la relance du chauffage avant occupation.


Infiltrations d’air

Les apports d’air neuf incontrôlés coûtent cher et provoquent des inconforts par courant d’air froid. Sans attention particulière, ceux-ci peuvent rapidement être importants (effet cheminée entre les entrées et la toiture …).

On aura donc soin de créer des sas d’entrée ou des espaces tampons non chauffés (hall d’entrée) et de munir les portes de dispositifs de fermeture automatique.

Une attention particulière doit être portée à l’étanchéité des tourelles d’extraction à l’arrêt, surtout en combinaison avec un chauffage à air chaud. Elles doivent au minimum comprendre des clapets de fermeture automatiques à l’arrêt des ventilateurs. Les extracteurs en toitures sont d’ailleurs à déconseiller lorsque l’on utilise un chauffage à air chaud, sauf s’il est prévu de les faire uniquement fonctionner à la demande (par exemple pour limiter les surchauffes par très forte affluence).


Balayage

Le principe du balayage consiste à ventiler les locaux annexes (vestiaires, douches, sanitaires) avec de l’air en provenance de la salle. L’air neuf est introduit dans cette dernière et transféré vers les locaux annexes d’où il est extrait. Ceci permet en outre de préchauffer l’air neuf avant son introduction dans les vestiaires et limite ainsi les risques de courant d’air.