Refroidissement direct.

1. Rappel : si l’essentiel de la demande énergétique de froid se produit pour une T° ext. < 24°C, le bâtiment doit pouvoir s’auto-refroidir. • Stratégie 1 : perméabilité variable de l’enveloppe = free-cooling • Stratégie 2 : circulation d'eau froide dans les planchers, eau refroidie "de manière naturelle  = slab cooling • Stratégie 3 : intégration d’air frais extérieur dans la climatisation, • conçue pour ne donner qu’un complément frigorifique en période de canicule Refroidissement direct. Refroidissement indirect.

2. Pour exploiter l'air frais extérieur, passons au bâtiment "décapotable"... ... et réservons la clim aux périodes de canicule !

3. Stratégie 1 : Le refroidissement direct par l'air

4. 1 Free-cooling unilatéral

5. Une façade « perméable » à l’air ?

6. Free-cooling unilatéral

7. Idéalement, on profite d’un effet de cheminée intérieur entre 2 fenêtres situées à des hauteurs différentes. Débit en m³/s Exemple : Soit un local de 20 m² et 50 m³. 2 fenêtres de 0,25 m² espacées de 1,5 m en hauteur, lorsque le DeltaT° = 8 K, vont générer 0,03 x (8)^0,5 = 0,084 m³/s = 300 m³/h Soit un renouvellement horaire de 6.

8. Si des grilles (anti-pluie, insecte, effraction, …) sont placées, les pertes de charges augmentent et les sections d’ouverture doivent être 1,7 fois plus grandes. Débit en m³/s Exemple : Pour obtenir à nouveau 6 renouvellements horaires dans le local, chaque fenêtre aura une section minimale de 0,5 m². Remarque : Autre ratio : la section ouverte totale peut aussi se dimensionner sur base de « 4% de la surface de plancher », soit 0,04 x 20 m² = 0,8 m²

9. Si le format de la fenêtre est d’une seule ouverture, le débit est proportionnellement moins élevé. sans grille : avec grille : Débit en m³/s Débit en m³/s Exemple : Errata : contact pris avec l’auteur, les valeurs des tableaux ci-dessus sont 2x trop petites. Il faut les multiplier par deux. Pour obtenir à nouveau 6 renouvellements horaires dans le local, une fenêtre avec grille de 0,75 sur 2, soit 1,5 m² sera nécessaire. A noter qu’à surface égale, une fenêtre étroite et haute est beaucoup plus efficace qu’une large et basse. Ainsi, une fenêtre de 0,25 sur 2 m de hauteur aura la même efficacité.

10. Et si la fenêtre est oscillo-battante ? Voici sa surface ouverte équivalente :

11. 2 Free-cooling transversal Cette fois, c’est le vent qui est le moteur. Un ratio de 2% d’ouverture par rapport à la surface au sol suffit.

12. Exemple Intérieur… extérieur Mais une telle disposition peut générer de l’inconfort… Une hauteur minimale de 1,8 m est recommandée.

13. Free-cooling transversal ... et appoint mécanique en absence de vent

14. 3 Free-cooling par tirage thermique

15. Le débit est fonction du tirage, donc de la hauteur et du delta T°.

16. Soit une situation moyenne : 8 m de hauteur - 8 K de delta T° Le débit est de 3600 m³/h, soit 1m³/sec au travers d’1 m² d’ouverture. Soit une vitesse d’air de 1 m/s.

17. 4 Free-cooling avec extraction assistée par ventilateur

18. Motoriser les ouvertures?

20. Une façade « perméable » à l’air ?

21. Résumé Stratégie 1 : organisation du free-cooling: Refroidissement naturel par des ouvertures sur une seule façade Single-sided ventilation Refroidissement naturel par des ouvertures sur des façades opposées Cross ventilation Refroidissement naturel par effet cheminée Stack ventilation

22. Attention : il y n’a pas de free cooling de nuit sans inertie dans les parois pour réaliser un stockage thermique entre la nuit et le jour ! Climat int RAPIDE Climat int LENT Comparaison entre la chaleur instantanée due à l'ensoleillement et la chaleur réellement restituée au local, pour des bâtiments à forte et faible inertie L'inertie des locaux est aussi un stabilisateur de température intérieure. Par exemple, il amortit la montée des températures en période d'ensoleillement.

23. Faible inertie Grande inertie • structure métallique, • vitrages importants, • cloisons intérieures légères, • faux plafonds, • sol recouvert de moquette , • isolation par l'intérieur • murs épais, • bâtiment moyennement vitré, • murs intérieurs lourds • ni faux-plafonds, ni faux-planchers

24. Ventilation transversale Grille dans la fenêtre Bâtiment PROBE CSTC

25. Exemple: PROBE Grilles de mai à septembre Grille 0.8*1.2 m² Protection solaire

26. Exemple : PROBE Grille 0.4 * 1.2 m² Protection solaire

27. Exemple : PROBE

28. Tirage renforcé par des cheminées de ventilation naturelle Bureaux du BRE (UK)

29. Bureaux du BRE (UK) Cheminée solaire pour renforcer l'effet de tirage

30. Plafond courbe ou plafond nervuré augmentent la surface de béton en contact avec l'ambiance.

32. Ventilation par tirage thermique Bureaux du BRE (UK) Coupe de la dalle de plafond1.Luminaire suspendu   2.Canalisations de chauffage/refroidissement3.Espace technique  4.Conduit en béton pour le passage de l'air

33. Bâtiment WAT

34. Exemple : IVEG

35. Exemple : IVEG

36. Exemple : IVEG

37. Exemple : IVEG

38. Des grilles d’arrivée d’air en façade, avec ouverture motorisée.

39. Faux-plafond partiel Circulation d ’air au dessus et en dessous du faux plafond

40. Protections solaires efficaces Isolation renforcée

41. Exemple : IVEG

42. bâtiment SD Worx

43. STOOKSEIZOEN Journée ensoleillée d’hiver

45. ZOMER DAG Journée ensoleillée d’été

47. ZOMER NACHT Nuit d’été

49. Meting extreme week juli

50. Ventilation hybride Ecole Tanga Schéma de fonctionnement de la ventilation hybride dans les classes