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Pourquoi les maisons ont besoin de ventilation mécanique
Haysom, J. C.; Reardon, J. T.
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Cet article est le premier de deux consacrés aux systèmes de ventilation
mécanique des habitations. On y explique pourquoi celles-ci ont besoin de
ventilation mécanique et on décrit les principales caractéristiques d’un système
idéal du point de vue de la conception et de l’installation.
S o l u t i o n c o n s t r u c t i v e n o 1 4
La né c e ssit é de la ve nt ila t ion m é c a nique
Historique de la ventilation dans les habitations
L’échange d’air entre l’intérieur et l’extérieur des habitations est nécessaire pour renouveler l’oxygèn e con som m é p ar les occu p an ts et p ou r élim in er les p ollu an ts p rod u its p ar la resp iration , les activités d om estiqu es et les émissions provenant des matériaux de con-struction et du mobilier. Pendant longtemps, les maisons étaient construites sans systèmes d e ven tilation m écan iqu e et l’on d evait com p ter su r les in filtration s d ’air à travers l’en velop p e d u bâtim en t p ou r p rod u ire cet éch an ge d ’air in térieu r-extérieu r au cou rs d es m ois d ’h iver.
Au trefois, cette form e n atu relle d e ven ti-lation fonctionnait assez bien. Les habitations con stru ites avan t les an n ées 60 n ’étaien t p as très étan ch es et les d ifféren ces d e p ression en tre l’in térieu r et l’extérieu r d u es au ven t ou au x écarts d e tem p ératu re su ffisaien t le p lu s sou ven t à p rod u ire u n éch an ge d ’air con sid érable. Mais la n on -étan ch éité d ’u n bâtim en t n e garan tit p as tou jou rs u n éch an ge d ’air su ffisan t. Pou r se d ép lacer, l’air a besoin d ’u n ch em in (p . ex. u n e fu ite) et d ’u n e d ifféren ce d e p ression , et m êm e avec d es in filtration s, il y a tou jou rs d es p ériod es san s éch an ge d ’air en tre l’extérieu r et l’in térieu r. Ces p ériod es su rvien n en t le p lu s sou ven t au p rin tem p s ou à l’automne, lorsque les vents sont légers et que la différence de température est faible ou n u lle en tre l’in térieu r et l’extérieu r, d e sorte qu’il n’y a pas effet de tirage. Toutefois, les p ériod es d ’éch an ge d ’air in su ffisan t son t d ’au tan t m oin s fréqu en tes qu e l’h abitation est m oin s étan ch e.
Comme la plupart des systèmes alimentés au m azou t con som m en t l’air d e l’h abitation et qu e celu i-ci d oit en su ite être rem p lacé p ar d e l’air frais, le fon ction n em en t d e ces systèm es favorise l’éch an ge d ’air en tre l’in térieu r et l’extérieu r. Les ch em in ées d e ces systèm es con stitu en t égalem en t u n p oin t d ’in filtration im p ortan t et favorisen t l’éch an ge d ’air, m êm e lorsqu e le ch au ffage n e fon ction n e p as. De p lu s, u n e ch em in ée a ten d an ce à h au sser le n iveau d u p lan d e pression neutre et donc à réduire la différence de pression de part et d’autre de l’enveloppe
Pourquoi les maisons ont
besoin de ventilation
mécanique
Société canadienne d’hypothèques et de logement, « Comment se conformer aux exigences de ventilation des bâtiments résidentiels du Code national du bâtiment de 1995 » (1996), photo couverture
2
d u bâtim en t, ain si qu e le risqu e d e con d en-sation in terstitielle (con d en en-sation qu i se p rod u it d an s l’en velop p e) cau sée p ar l’air sortan t d e la m aison .
Dan s les h abitation s con stru ites avan t les an n ées 60, les éch an ges d ’air p rod u its p ar in filtration étaien t en gén éral con sid érés comme suffisants. Mais la situation a changé au cours de cette même décennie, notamment en raison de l’utilisation accrue du chauffage électriqu e. Con trairem en t au x ap p areils fon ction n an t au m azou t, les systèm es d e ch au ffage électriqu e n ’on t p as besoin d ’u n ren ou vellem en t d e l’air n i d e ch em in ées. Par con séqu en t, d an s les h abitation s ch au f-fées à l’électricité, le d egré d ’h u m id ité d e m êm e qu e les m oisissu res su r les su rfaces in térieu res et la con d en sation in terstitielle on t ten d an ce à être p lu s élevés.
Au d ébu t d es an n ées 70, su ite à ces p roblèm es observés d an s les m aison s ch au f-fées à l’électricité, la Société can ad ien n e d ’h yp oth èqu es et d e logem en t (SCHL) a exigé qu e tou tes les m aison s à ch au ffage électriqu e fin an cées en vertu d e la Loi n ation ale su r l’h abitation soien t équ ip ées d e ven tilateu rs d ’évacu ation , règle qu i fu t p ar la su ite in corp orée au Cod e n ation al d u bâtim en t. Vers le m ilieu d es an n ées 70, ces p roblèm es étaien t d even u s si évid en ts qu e la SCHL a son gé à in terd ire le ch au ffage électriqu e d an s les h abitation s fin an cées en vertu d u p rogram m e d ’assu ran ce h yp oth é-caire d e la Loi n ation ale su r l’h abitation .
Ou tre l’u tilisation accru e d u ch au ffage électriqu e, les an n ées 60 on t été m arqu ées p ar la con stru ction d ’h abitation s beau cou p plus étanches à l’air en raison de l’utilisation d e n ou veau x p rod u its et d e n ou velles tech-n iqu es : rem p lacem etech-n t d es p atech-n tech-n eau x d e revêtement en contreplaqué et des panneaux de copeaux par des revêtements en planches, rem p lacem en t d es m atelas isolan ts d ou blés de papier par des matelas posés par coinçage et des pellicules de polyéthylène, amélioration des matériaux de calfeutrage, de l’étanchéité des portes et fenêtres ainsi que du rendement d es systèm es d e ch au ffage.
Avec la crise d e l’én ergie, au d ébu t d es an n ées 70, d es efforts con sid érables on t été faits p ou r réd u ire les in filtration s d ’air afin d ’écon om iser l’én ergie. L’u tilisation d u ch au ffage électriqu e a été en cou ragée et d es ch au d ières à ren d em en t p lu s élevé on t été m ises au p oin t, ce qu i a con tribu é à réd u ire en core p lu s les tau x d e ren ou vellem en t d ’air d an s les bâtim en ts. En raison d e cette ten d an ce à accroître l’étan ch éité à l’air et le
rendement des générateurs d’air chaud, on a com m en cé à crain d re qu e les éch an ges d ’air d an s les h abitation s n e soien t in su ffisan ts, d an s certain s cas, p ou r p réserver la qu alité d e l’air, et qu ’ils n ’au gm en ten t le risqu e d e p roblèm es d e san té p ou r les occu p an ts. La con d en sation cau sée p ar les d egrés d ’h u m id ité p lu s élevés était égalem en t u n su jet d e p réoccu p ation .
Quelle quantité d’échange d’air faut-il entre l’intérieur et l’extérieur ?
Les tau x d e ren ou vellem en t d ’air d an s les habitations ne sont pas uniformes. Ils varient d ’u n e m aison à l’au tre en fon ction d u n om-bre d ’occu p an ts ain si qu e d e la p résen ce et d e l’im p ortan ce d e d iverses sou rces d e p ollu tion , m ais au ssi d an s le tem p s (allées et ven u es d es occu p an ts et flu ctu ation d es sou rces d e p ollu tion ). Néan m oin s, la n orm e 62 d e l’ASHRAE, la n orm e CAN/ CSA-F326 de l’Association canadienne de normalisation et le Cod e n ation al d u bâtim en t d u Can ad a (les d eu x d ern iers étan t basés d an s u n e certain e m esu re su r la p rem ière) fixen t tou s les taux de renouvellement d’air nécessaires p ou r rép on d re à la d em an d e d e la m ajorité d es foyers n orm au x en p ériod e d e p oin te ou d e p resqu e p oin te.
Ces n orm es et cod e p rescriven t tou s les trois u n tau x d e ren ou vellem en t d e l’air d ’en viron 0,3 vol/ h . Il s’agit d u n iveau ser-van t d e n orm e in tern ation ale p ou r évalu er les résu ltats obten u s avec d ivers systèm es d e ven tilation . Là en core, on ad m et qu e rares son t les h abitation s qu i on t besoin en p erm an en ce d ’u n tel ren ou vellem en t d ’air. Tou tefois, d an s u n e h abitation si étan ch e qu e les in filtration s n e p arvien n en t p as à assu rer ce tau x p en d an t d es p ériod es assez longues (ce qui peut entraîner une mauvaise qu alité d e l’air, u n d egré élevé d ’h u m id ité, d es m oisissu res su p erficielles et d e la con-d en sation in terstitielle), il est p robable qu e la rép étition fréqu en te d e cette situ ation obligera à attein d re le tau x fixé.
Quel est le degré d’étanchéité des habitations récentes ?
En 1989, on a m en é u n e étu d e en vu e d ’évalu er l’étan ch éité d es h abitation s d e con stru ction récen te d an s d iverses région s d u Can ad a. À cette fin , on a réalisé d es tests d e d ép ressu risation forcée d an s p rès d e 200 h abitation s. Les ch erch eu rs on t an alysé les résu ltats p ou r estim er le tau x d’échange d’air entre l’intérieur et l’extérieur d û u n iqu em en t au x in filtration s n orm ales au cou rs d ’u n e p ériod e d e ch au ffage typ e.
• l’h abitation n ’est p as occu p ée
• il n ’y a p as d ’activités n i d e p rocessu s p ollu an ts en cou rs
• l’éch an ge d ’air créé p ar le ven t ou l’effet d e tirage est su ffisan t p ou r les besoin s d u foyer.
Il assure l’échange d’air nécessaire
Le systèm e d oit p ou voir fou rn ir u n e qu an-tité d ’air extérieu r su ffisan te p ou r rép on d re à la d em an d e m axim ale p robable d u foyer. Il d oit au ssi p ou voir m od u ler la qu an tité d ’air p ou r n e p as in trod u ire p lu s d ’air frais qu e n écessaire lorsqu e la d em an d e est m oin d re, ce qu i occasion n erait d es coû ts én ergétiqu es trop élevés et u n faible tau x d ’h u m id ité. De p lu s, les occu p an ts p eu ven t être agacés p ar u n systèm e p eu sen sible, p arfois au p oin t d e le d ébran ch er.
Il distribue l’air extérieur là où il faut
Il n e su ffit p as qu e le systèm e d e ven tila-tion m écan iqu e ren ou velle l’air d e tou te l’h abitation p ou r resp ecter la n orm e d e 0,3 vol/ h . Il d oit au ssi alim en ter en air p u r les p ièces d e la m aison où les occu p an ts p assen t le p lu s d e tem p s – le salon , la cu isin e et les ch am bres.
Il est silencieux
Le systèm e est assez silen cieu x p ou r qu e les occu p an ts n e soien t p as agacés p ar le bru it au p oin t d e vou loir l’arrêter.
Il ne gêne pas d’autres systèmes
Un systèm e d e ven tilation m écan iqu e risqu e fort d e gên er le fon ction n em en t d ’au tres in stallation s, n otam m en t certain s typ es d e ch au ffage au m azou t. Dan s ce cas, s’il crée u n e p ression n égative im p ortan te d an s l’h abitation , les p rod u its d e com bu s-tion (qu i p eu ven t être n ocifs p ou r les occu-p an ts) occu-p eu ven t s’y réoccu-p an d re au lieu d e s’éch ap p er p ar la ch em in ée.
Il n’interfère pas avec l’enveloppe du bâtiment
Le systèm e n e d oit p as créer d e p ression p ositive im p ortan te à l’in térieu r d e l’h abita-tion , car l’air in térieu r h u m id e au rait ten-d an ce à traverser l’en velop p e ten-d u bâtim en t et à form er d e la con d en sation in terstitielle.
Ve nt ila t ion c ont rôlé e
Les d eu x p rem ières caractéristiqu es d u sys-tèm e id éal d e ven tilation m écan iqu e d écrit ci-d essu s son t liées à la n otion d e con trôle. Un systèm e d e ven tilation con trôlée p os-sèd e ces caractéristiqu es et est en p rin cip e p iloté p ar u n e série d e d étecteu rs : u n p ou r l’h u m id ité et u n p ou r ch aqu e p ollu an t éven tu el (m on oxyd e d e carbon e, d ioxyd e d e carbon e, form ald éh yd e, com p osés Voici ce qu ’ils on t con staté :
• Dan s p lu s d e 70 p . 100 d es h abitation s étu d iées, le tau x m oyen d ’in filtration d ’air était in férieu r à 0,3 vol/ h p en d an t tou te la p ériod e d e ch au ffage.
• Dan s p rès d e 90 p . 100 d es h abitation s étudiées, le taux moyen de renouvellement d ’air était in férieu r à 0,3 vol/ h p en d an t au m oin s u n m ois, au cou rs d e la p ériod e d e ch au ffage.
• Dans presque toutes les habitations étudiées (99 p . 100), le tau x m oyen d e ren ou velle-m en t d ’air était in férieu r à 0,3 vol/ h p en-d an t au m oin s u n e p érioen-d e en-d e 24 h eu res, au cou rs d e la p ériod e d e ch au ffage.
Ces résu ltats sem blen t in d iqu er qu ’u n e majorité d’habitations construites au Canada selon les tech n iqu es cou ran tes son t assez étan ch es p ou r qu ’on n e p u isse p as com p ter sur les infiltrations d’air à travers l’enveloppe pour assurer le taux de renouvellement d’air nécessaire afin de préserver la qualité de l’air in térieu r. Le tau x d e ren ou vellem en t d ’air à travers l’en velop p e d u bâtim en t est d on c la p lu p art d u tem p s su ffisan t. Cep en d an t, p ou r assu rer u n tau x d e ren ou vellem en t satisfaisan t à tou t m om en t de la période de chauffage, il faudrait équiper ces h abitation s d e systèm es d e ven tilation m écan iqu e.
Ca ra c t é rist ique s d’un syst è m e de ve nt ila t ion m é c a nique idé a l
La technologie actuelle n’a pas encore permis la mise au point d’un système de ventilation m écan iqu e id éal p ou r les h abitation s. Mais avan t d ’exam in er les in stallation s qu i existent, il convient de définir les caractéris-tiques d ’u n systèm e id éal :
Il fonctionne lorsque c’est nécessaire
Le systèm e fon ction n e lorsqu ’il fau t assu rer, san s l’in terven tion d es occu p an ts, u n éch an ge d ’air ad d ition n el en tre l’in térieu r et l’extérieu r.
Il fonctionne uniquement lorsque c’est nécessaire
Cela est im p ortan t, car u n systèm e d e ven ti-lation m écan iqu e occasion n e d es frais — électricité con som m ée p ou r le faire fon c-tion n er et coû t d u ch au ffage d e l’air frais in trod u it. (On p eu t réd u ire ce coû t en in corp oran t au systèm e u n d isp ositif d e récu p ération d e la ch aleu r.) Il n e d oit d on c p as fon ction n er p en d an t les p ériod es où u n éch an ge d ’air en tre l’in térieu r et l’extérieu r n ’est p as n écessaire. La d u rée, le m om en t et la fréqu en ce d e ces p ériod es varien t d ’u n foyer à l’au tre. Ain si, l’éch an ge d ’air n ’est p as n écessaire lorsqu e :
organ iqu es volatils, etc.). Il d oit in trod u ire d e l’air frais ou rejeter l’air vicié ju squ ’à ce qu e tou s les d étecteu rs in d iqu en t qu e les con cen tration s d e p ollu an ts n e d ép assen t p as d es seu ils d e sécu rité fixés a p riori. Ch aqu e fois qu ’u n d étecteu r sign ale u n e con cen tration excessive d e p ollu an t, le systèm e d e ven tilation se m et en m arch e.
Un systèm e d e ven tilation con trôlée d oit com p orter au m oin s u n d étecteu r. Par exem p le, d e n om breu x ap p areils son t p ilotés p ar u n d étecteu r d ’h u m id ité : ils fon ction n en t ju squ ’à ce qu e le d étecteu r in d iqu e qu e l’h u m id ité in térieu re se situ e à u n n iveau accep table. Le con trôle d e l’humidité est une des principales fonctions d e la ven tilation , m ais ce n ’est p as la seu le. La ven tilation n écessaire p ou r con trôler l’h u m id ité n e su ffit p as tou jou rs à con trôler les au tres p ollu an ts, car cela d ép en d d es activités d es occu p an ts, d e la con cen tration relative d e ces p ollu an ts et d u d egré d ’h u m id ité.
On se sert p arfois d e d étecteu rs d e d ioxyd e d e carbon e (CO2) p ou r p iloter les systèm es d e ven tilation d es gran d s im m eu bles; cette tech n ologie fait m ain-ten an t son en trée d an s le secteu r d e l’h abi-tation . L’au gm en abi-tation d e la con cen tration en CO2est gén éralem en t u n bon in d ice d e d étérioration d e la qu alité d e l’air, m ais ces systèm es n e con vien n en t p eu t-être p as lorsqu ’il y a p rod u ction d e p ollu an ts in h abitu els, p ar exem p le ceu x qu i résu lten t d e certain es activités d e loisir.
Le systèm e id éal d evrait être d oté d e tou s les d étecteu rs m en tion n és p lu s h au t, ce qu i n ’est p as faisable actu ellem en t p ou r les raison s su ivan tes :
• on n e d isp ose p as d es con n aissan ces n i d e l’in form ation su ffisan tes p ou r d éter-m in er
- qu els p ollu an ts d oiven t faire l’objet d ’u n e su rveillan ce
- qu els son t les n iveau x accep tables d an s le cas d e tel ou tel p ollu an t
• il n ’existe p as d e d étecteu rs p ratiqu es, fiables et écon om iqu es p ou r tou s les p ollu an ts à traiter.
Nom bre d e p ays fon t d e la rech erch e-d évelop p em en t p ou r trou ver e-d es solu tion s à ces p roblèm es, m ais on n e p révoit p as d e p ercées d an s u n aven ir rap p roch é.
L’article no15 de Solutions constructives fait état d es façon s d ’abord er la ven tilation m écan iqu e d es m aison s, à l’h eu re actu elle.
Ré fé re nc e s
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Con seil n ation al d e rech erch es d u Can ad a Mai 1998
