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Digeste de la construction au Canada, 1967-11
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Les piscines intérieures
Digeste de la Construction au Canada
Division des recherches en construction, Conseil national de
recherches Canada
CBD 83F
Les piscines intérieures
Publié à l'origine en novembre 1967 G.K. Garden
Veuillez noter
Cette publication fait partie d'une série qui a cessé de paraître et qui est archivée en tant que référence historique. Pour savoir si l'information contenue est toujours applicable aux pratiques de construction actuelles, les lecteurs doivent prendre conseil auprès d'experts techniques et juridiques.
On croit très souvent que les techniques modernes de construction mécanique permettent à coup sûr de créer et de maintenir n'importe quel milieu physique à l'intérieur d'un bâtiment. On semble toutefois oublier que le bâtiment lui-même doit être conçu de façon appropriée si l'on veut atteindre les résultats voulus et éviter de graves ennuis de construction.
Les piscines intérieures et les autres locaux où règne un haut degré d'humidité nécessitent une étude soignée, tant pour l'obtention du milieu intérieur recherché que pour la conception de l'enceinte. Malheureusement, il est devenu courant d'accepter les nombreux problèmes qui surgissent par temps froid comme le tribut inévitable que l'on doit payer à l'hiver quand on possède une piscine. C'est une attitude déplorable, car il est possible de jouir pleinement d'une piscine intérieure sans souffrir des nombreux inconvénients qui peuvent en découler, tant au point de vue du confort personnel qu'à celui de l'aspect du bâtiment et de sa durée.
Dans une piscine intérieure, les conditions ambiantes doivent viser au bien-être des occupants; néanmoins, le confort des baigneurs nécessite des conditions différentes de celles qui sont agréables aux non-baigneurs, c'est-à-dire les spectateurs et ceux qui viennent de sortir de l'eau. Le bien-être du nageur est déterminé par son activité musculaire et par la température de l'eau. Par contre, une personne hors de l'eau se ressent des pertes de chaleur par convection de l'air, par évaporation de l'eau présente sur la peau et par rayonnement vers le milieu ambiant; le baigneur qui vient de sortir de l'eau et le spectateur réagissent toutefois différemment à ces mêmes facteurs.
L'évaporation de l'eau à la surface d'une piscine chauffée a tendance à augmenter le degré hygrométrique de l'air ambiant, ce qui influe sur le bien-être des occupants et peut entraîner de graves difficultés avec les matériaux de construction pendant l'hiver. Il existe plusieurs façons de réduire le degré hygrométrique, mais il faut avant tout que l'appareillage de ventilation ou de déshumidification fonctionne bien.
Il se peut que l'on doive trouver certaines solutions de compromis tant pour la détermination des conditions physiques que l'on veut maintenir dans l'atmosphère surplombant la piscine que pour la conception de l'enceinte même. La solution d'ensemble la plus appropriée ne pourra
être trouvée que si l'on examine la question à tous les points de vue dès le départ. Les considérations dont il faudra tenir compte font l'objet de la présente étude.
Bien-être des usagers
Pour les usagers, la question la plus importante est celle d'un confort suffisant. Le confort peut dépendre de plusieurs facteurs, mais le présent Digeste traitera tout particulièrement des sensations thermiques. On peut considérer le bien-être, tant au point de vue physique que physiologique, comme étant l'état d'équilibre thermique où le corps humain ne doit lutter ni contre la chaleur ni contre le froid.
Le degré d'activité physique constitue un facteur très important du bien-être, car il détermine le rythme de production de chaleur dans le corps. Pour conserver une température constante, le corps doit évacuer l'excès de chaleur dans le milieu ambiant. La peau d'un nageur est directement en contact avec l'eau : en raison de la forte transmission de chaleur par conduction qu'elle favorise, l'eau doit donc être à une température assez voisine de celle que la peau peut facilement supporter. La nage vigoureuse ou les épreuves de natation donnent lieu à une forte dépense d'énergie, et la température de l'eau peut alors se situer entre 72 et 75°F. Un nageur moins actif préférera que la température de l'eau oscille entre 75 et 80°F. Quant aux personnes âgées et à ceux qui aiment à se détendre dans l'eau, une température de 85°F et plus leur conviendrait.
Une fois sortie de l'eau, une personne pourrait être à l'aise à une température inférieure à celle de l'eau de la piscine si ce n'était l'accroissement du refroidissement causé par la convection de l'air, par l'évaporation de l'eau sur la peau et par la transmission de chaleur par rayonnement aux surfaces froides environnantes. Pour en arriver à un degré suffisant de confort, on peut modifier n'importe laquelle de ces conditions, à l'intérieur de certaines limites, pour compenser l'action des autres.
Une personne qui vient de sortir de l'eau et qui dépense une quantité considérable d'énergie sera relativement à l'aise à une température de 75°F et à une humidité relative assez élevée, à moins qu'ils ne se produise trop de courants d'air froid ou de rayonnement de chaleur vers les surfaces environnantes. Les personnes moins actives préféreront une température de 80°F ou plus. Cependant, quand le degré d'humidité est peu élevé, ceux qui sont trempés seront moins à l'aise que ceux qui sont déjà séchés.
Quant aux spectateurs inactifs, il leur faut une température de 70°F et une humidité relative variant entre 30 et 70 p. 100 pour être parfaitement à l'aise. Heureusement, ces conditions ne sont pas incompatibles avec celles requises pour la nage de compétition. Un spectateur peut cependant souffrir de la température élevée nécessaire aux nageurs les moins actifs, particulièrement si le degré d'humidité est également élevé. Quand les conditions nécessaires à l'utilisation de la piscine vont à l'encontre du confort des spectateurs, on peut envisager de séparer de la piscine les galeries réservées aux spectateurs au moyen d'une cloison vitrée, ce qui permettrait de procurer à chaque groupe les conditions requises pour son bien-être.
La piscine et le bâtiment
Il importe de considérer la piscine comme étant un énorme humidificateur, à cause du fort débit de vapeur qui se produit à sa surface chaque fois que le point de rosée de l'air ambiant est inférieur à la température de la surface d'eau. Les propriétés thermiques des fenêtres et des murs construits selon les méthodes habituelles limitent normalement à 35 p. 100 l'humidité relative que l'on peut y maintenir en hiver à une température de 73°F. Dans ces conditions, le point de rosée de l'air sera de 43°F, ce qui entraînera la condensation de la vapeur d'eau sur toutes les surfaces dont la température est inférieure à ce point de rosée. D'autre part, la température régnant dans une piscine est toujours bien supérieure à ce point de rosée et l'évaporation sera ininterrompue. L'humidité relative de l'air ambiant s'en trouvera donc accrue jusqu'au point où l'évaporation sera contrebalancée par la perte d'humidité par condensation et ventilation.
En conséquence, il y aura toujours, en hiver, formation de buée sur les fenêtres et les murs de construction habituelle constituant le hall d'une piscine, à moins que l'on ne prévoie une forte ventilation au moyen d'air relativement sec capable d'évacuer la vapeur d'eau à une vitesse suffisante pour contrebalancer l'évaporation. Si cet air sec de ventilation provient de l'extérieur, il doit être réchauffé au préalable jusqu'à la température de l'air intérieur. Si l'on ne prévoit aucune ventilation, l'évaporation se poursuivra et la vapeur d'eau se condensera sur chaque surface de l'enceinte dont la température sera inférieure à la plus basse des températures, soit de l'air intérieur, ou de l'eau de la piscine. Quand la température de l'eau de la piscine est supérieure à celle de l'air ambiant, des problèmes particulièrement ardus peuvent se poser. En général, les piscines intérieures doivent être ventilées continuellement si l'on veut empêcher l'accumulation d'une humidité élevée et la possibilité d'une condensation excessive sur les surfaces de l'enceinte.
Le vitrage des grandes fenêtres est toujours très froid en hiver, et il s'y produira toujours de la condensation à moins que l'humidité relative ne soit maintenue à un faible pourcentage au moyen de la ventilation. Ces grandes fenêtres donnent également lieu à un refroidissement de l'air ambiant par rayonnement, ce dont les usagers de la piscine peuvent souffrir. En munissant ces fenêtres de rideaux, on atténue le refroidissement dû au rayonnement, mais on abaisse en même temps la température du vitrage. Dans ce cas, la condensation y sera encore plus forte et plus prolongée.
Il est donc évident qu'une piscine intérieure doit être considérée comme une source de grande humidité, et que la conception de l'enceinte et de l'appareillage de ventilation doit tenir compte de la nature et de la probabilité de la condensation.
Comment réduire ces problèmes au minimum
La condensation de la vapeur d'eau, cause de la majorité des difficultés que l'on éprouve avec les piscines, survient lorsque le point de rosée de l'air est plus élevé que la température de la surface avec laquelle l'air vient en contact. Pour prévenir la , il importe de maintenir le point de rosée suffisamment bas ou de conserver toutes les surfaces à une température supérieure au point de rosée le plus élevé. Il est devenu courant d'utiliser des matériaux de finition intérieure qui résistent sans dommage à une certaine intensité de condensation. L'eau qui ruisselle sur ces matériaux peut toutefois en endommager d'autres ou s'infiltrer dans le mur ou dans les fenêtres pour donner naissance à diverses difficultés.
Les fuites d'air, phénomène très important qui survient dans la plupart des bâtiments, transportent la vapeur d'eau jusqu'à l'intérieur des murs et du toit, entraînant la condensation
interne. Cette forme de condensation cachée est la cause d'une grande partie des dégradations
qui affligent les édifices, comme la corrosion, la dislocation de la maçonnerie et l'efflorescence, les dégâts dus au gel du condensat, le cloquage de la peinture et la pourriture des couvertures. Plusieurs matériaux isolants se détériorent également par suite de la condensation, et il en résulte un accroissement des déperditions de chaleur et l'abaissement de la température des surfaces intérieures.
La circulation, à travers le bâtiment, de l'air provenant d'un local où l'humidité est très élevée, peut également donner naissance à ces difficultés en des points éloignés de la piscine, particulièrement aux étages supérieurs. Il est donc important d'empêcher le passage de l'air du hall de la piscine aux autres parties du bâtiment. Il est également nécessaire de prévoir un système autonome de ventilation pour la piscine. Les murs et le plafond du hall de la piscine doivent comprendre des matériaux étanches s'opposant aux déperditions d'air ou de vapeur d'eau, ou être recouverts d'un vaporifuge de sorte que la condensation ne puisse s'y produire en profondeur.
Moyens de réduire l'humidité
Afin de réduire l'évaporation de l'eau de la piscine, principale source d'humidité, il importe de garder l'eau aussi froide que possible. Comme l'évaporation est un phénomène ininterrompu, on recommande aux maîtres d'oeuvre et aux propriétaires de piscine d'envisager la possibilité
de recouvrir la piscine lorsqu'elle ne sert pas. On peut placer à la surface de l'eau une mince feuille de plastique que l'on étendra à la main ou à l'aide d'un dispositif mécanique, selon ses dimensions et le moyen le plus commode de la manier. Cette mesure permettrait de réduire le régime de ventilation et, par là, le coût de cette opération quand la piscine est inutilisée, bien qu'il soit nécessaire de maintenir en fonctionnement l'appareillage de ventilation ou de déshumidification afin de conserver le pourcentage d'humidité relative en-dedans de certaines limites raisonnables. La ventilation mécanique peut être fort efficace en hiver, car l'humidité spécifique du mélange d'air est extrêmement faible; par contre, la ventilation est beaucoup moins efficace en été, par temps chaud et humide. La condensation est cependant beaucoup moins à craindre quand la température extérieure est élevée.
Conception d'une enceinte satisfaisante
Plusieurs digestes précédents portaient sur la conception d'enceintes de locaux où règne une forte humidité. Les lecteurs se rappelleront que le maintien des matériaux de finition intérieure à une température élevée exige suffisamment de matériaux isolants disposés de telle sorte qu'ils ne seront pas susceptibles d'être mouillés par suite de la condensation de vapeur d'eau y pénétrant par diffusion ou infiltration. Il faut absolument empêcher les fuites d'air au travers des murs ou autour des cadres des portes et des fenêtres, des conduits, des appareils et des canalisations électriques.
Pour garder les vitres à une température suffisamment élevée en hiver, il importe de soigner particulièrement la conception des cadres et de recourir à des fenêtres à vitrage multiple. On peut également utiliser le verre athermane dont le faible pouvoir émissif lui permet de demeurer à une température plus élevée.
La meilleure solution consisterait à construire une enceinte dont les éléments extérieurs ne soient pas soumis à l'humidité très élevée qui règne à l'intérieur. On peut atteindre ce résultat en ménageant entre les matériaux de finition intérieure et la partie principale du mur un espace qui serait chauffé et ventilé au moyen d'air peu humide. Dans ce cas, les matériaux de finition intérieure devraient empêcher le passage de l'air et de la vapeur, mais ils ne seraient pas soumis à un gradient de température. Si une certaine quantité d'humidité réussissait à s'infiltrer jusqu'au matelas d'air, elle serait relativement inoffensive à cause de la ventilation qui l'expulserait aussitôt. Ce vide interne peut être très mince, à condition qu'il permette la libre circulation de l'air, ou être assez large pour servir de corridor. Il pourrait même être assez large pour fournir tout l'espace nécessaire aux spectateurs ou aux installations auxiliaires. Conclusion
Il importe de se rendre compte que l'on peut trouver un grand nombre de solutions au problème posé par la présence d'une piscine intérieure, selon les divers compromis acceptables. Si l'enceinte de la piscine est constituée d'un plafond et de murs ordinaires, l'humidité devra être maintenue à un faible pourcentage au moyen d'une ventilation poussée ou d'un appareillage de déshumidification; il faudra alors prendre en considération les dépenses élevées qu'entraîneront le fonctionnement de cet appareillage et le chauffage. Un hall constitué de murs et d'un plafond capables de faire face aux conditions physiques inhérentes à l'utilisation d'une piscine peut entraîner des frais de construction légèrement plus élevés, mais les dépenses causées par l'achat et le fonctionnement de l'appareillage de ventilation et de déshumidification en seront réduites. Les conséquences d'une panne ou d'un mauvais fonctionnement possibles de l'appareillage doivent également enrtre en ligne de compte lors du choix du type de bâtiment.
Il importe de souligner qu'il sera toujours nécessaire de ventiler la piscine, quel que soit le type de bâtiment utilisé. Les propriétaires et les exploitants de piscines doivent se rendre compte que l'appareillage de ventilation doit faire partie intégrante du plan du bâtiment et que l'on doit le faire fonctionner de façon appropriée si l'on veut éviter certaines difficultés sérieuses.
