Le service de conseil en construction écologique de l’Oekozenter Pafendall, en collaboration avec l’Université du Luxembourg, a invité à un séminaire intitulé « Ventilation des bâtiments résidentiels : un bilan intermédiaire » le 20 juillet 2015 à l’Oekozenter Pafendall.

L’événement d’experts était destiné aux responsables des ministères et des administrations, aux architectes, aux ingénieurs, aux experts du domaine de la technologie et de la biologie du bâtiment, aux conseillers du pacte énergétique et climatique, aux services techniques des communes et aux citoyens intéressés.

Voici le rapport de synthèse de ce séminaire :

L’introduction du Règlement grand-ducal du 30 novembre 2007 relatif à la « performance énergétique des bâtiments d’habitation » poursuit l’objectif d’économiser l’énergie primaire et de réduire les pertes de chaleur dans les bâtiments d’habitation.

Par conséquent, les bâtiments résidentiels sont de plus en plus isolés thermiquement et conçus pour être de plus en plus étanches à l’air. Étant donné que les fuites dans l’enveloppe extérieure permettaient d’assurer une ventilation de base constante dans les bâtiments, lorsque cette ventilation de base a été supprimée, il est désormais nécessaire de recourir à une ventilation consciente ou contrôlée afin de continuer à éliminer l’excès d’humidité, de CO2 et d’autres polluants de l’air intérieur.

La ventilation par les fenêtres reste la forme la plus courante d’apport d’air frais dans les bâtiments résidentiels. Cependant, elle dépend fortement du comportement des utilisateurs et des conditions météorologiques. En outre, la taille des fenêtres, leur position dans la pièce, les conditions de vent et de température de l’air extérieur et la durée de la ventilation contribuent de manière significative à l’efficacité du renouvellement de l’air. Il est donc difficile de définir un taux de renouvellement d’air optimal par l’aération des fenêtres.

C’est pourquoi les maisons basses et les maisons passives font appel à la ventilation mécanique. D’autant plus que cela permet de récupérer la chaleur et donc d’augmenter encore l’efficacité énergétique des maisons.

L’objectif du séminaire était de dresser une sorte de bilan intermédiaire dans le domaine de la ventilation des bâtiments d’habitation après 8 ans, c’est-à-dire depuis l’introduction du règlement.

Efficacité énergétique, confort des utilisateurs et analyse des coûts des systèmes de ventilation dans les bâtiments résidentiels

Au début du séminaire, le Dr. Ing. Alexander Merzkirch de l’Université du Luxembourg a fait une présentation basée sur sa thèse intitulée :  » Efficacité énergétique, confort de l’utilisateur et analyse des coûts des systèmes de ventilation dans les bâtiments résidentiels : tests sur le terrain de nouveaux systèmes et présentation de prototypes contrôlés par la demande  » (février 2015).

La thèse de M. Merzkirch est basée sur des tests de terrain dans des maisons individuelles et multifamiliales, sur 20 systèmes centralisés et 60 systèmes décentralisés, au cours de la période allant de l’été 2012 à l’été 2014, ainsi que sur des tests sur trois prototypes contrôlés par la demande.

La présentation a donné un aperçu des technologies actuellement disponibles en termes d’efficacité énergétique, de confort des utilisateurs et de coûts. Il a été constaté que l’efficacité réelle de la récupération de chaleur s’écarte jusqu’à 30 % de l’efficacité normative de récupération de chaleur spécifiée par le fabricant pour les systèmes de ventilation centralisés et décentralisés. Cependant, à quelques exceptions près où des composants individuels présentaient des défauts, tous les systèmes présentent un bilan énergétique primaire positif. Cependant, il a également été constaté que l’utilisateur ne remarque généralement pas les effets d’un système défectueux.

En outre, les mesures de l’essai sur le terrain ont montré que les systèmes contrôlés par la demande permettent de réaliser des économies supplémentaires par rapport aux systèmes non contrôlés par la demande. Dans un système de ventilation à la demande, le système n’est mis en marche par une commande par capteur que si les valeurs limites, par exemple pour l’humidité ou la teneur en CO2, sont dépassées. Les réductions de temps de fonctionnement obtenues permettent ainsi d’économiser encore 50% de l’énergie primaire et environ 25% des coûts. Les économies les plus importantes sont possibles avec une ventilation contrôlée par la demande, zone par zone, comme le prévoit le concept semi-centralisé.

Dans ce contexte, il a également été souligné que les systèmes de ventilation devraient être complètement éteints pendant la saison chaude, lorsque la récupération de chaleur n’est pas nécessaire, et revenir à la ventilation par les fenêtres afin de ne pas consommer d’électricité inutile pour le fonctionnement du système.

Les concepts de ventilation alternatifs et leurs domaines d’application

La deuxième conférence intitulée « Les concepts de ventilation alternatifs et leurs domaines d’application » a été donnée par le M.Sc. Marc Lindner du bureau d’études Jean Schmit. Pour cela, M. Lindner a présenté la maison 2226 à Lustenau (Autriche), réalisée par le cabinet d’architectes Baumschlager und Eberle. Ce bâtiment fonctionne sans technologie mécanique de chauffage, de ventilation ou de climatisation. Le concept de chauffage est basé sur le principe d’inertie du stockage de la masse thermique, c’est-à-dire que le bâtiment possède une enveloppe extérieure très isolante et des matériaux intérieurs qui stockent la chaleur. Ainsi, les rendements calorifiques générés par l’utilisation ou obtenus par rayonnement solaire sont stockés dans les composants intérieurs et leur refroidissement est réduit autant que possible par l’enveloppe extérieure thermique hautement isolée.

La hauteur de plafond libre relativement élevée de 3,50 m offre une zone tampon pour l’air ambiant utilisé et chauffé. Par conséquent, 75 % de l’énergie thermique est stockée dans le plafond. La pièce est ventilée par des fenêtres étroites et hautes, commandées par des capteurs, dont le temps d’ouverture est limité pour éviter le refroidissement de l’intérieur. Ce concept de construction permet d’obtenir une température intérieure constante entre 22° et 26°C toute l’année. Cependant, il faut tenir compte du fait que le bâtiment est utilisé à des fins commerciales et que les rendements énergétiques nécessaires sont obtenus grâce à la charge de chauffage plus élevée des utilisateurs pendant la journée, ce qui manquerait comparativement dans un bâtiment résidentiel.

Le deuxième projet présenté était la Maison du Savoir à Esch/Belval. Ce projet émane également du cabinet d’architectes Baumschlager und Eberle et la planification HVAC a été accompagnée par le cabinet Jean Schmit Engineering. Le concept de ventilation du bâtiment universitaire est basé sur le principe du zonage des zones de ventilation individuelles. Par exemple, les salles de cours sont ventilées mécaniquement, dans les couloirs et les zones sanitaires, l’air vicié est aspiré par un système d’évacuation mécanique et l’air frais entre par des volets de fenêtres commandés par intervalles. Les salles de bureaux sont ventilées exclusivement par les fenêtres. Avec ce concept, on a tenté de réduire la technologie de ventilation du bâtiment au minimum nécessaire et de ne l’installer que là où elle semblait appropriée du point de vue de l’efficacité énergétique ou du confort des utilisateurs.

Aspects sanitaires de la ventilation

La troisième conférence, donnée par le biologiste Ralf Baden du Ministère de la Santé, portait sur les aspects sanitaires de la ventilation.

Sur la base d’un certain nombre d’études et de nos propres recherches, il a été déterminé que la qualité de l’air intérieur d’un système de ventilation mécanique dépend de la planification du système et du choix associé de l’emplacement de la prise d’air extérieur, ainsi que de la protection du système contre la pénétration de contaminants tels que l’eau, les insectes, le pollen. Le choix des matériaux et leur traitement sont d’autres facteurs décisifs. Enfin, l’entretien du système a également une influence considérable sur la qualité de l’air intérieur. Si le système de ventilation est correctement conçu et bien entretenu et ne devient donc pas lui-même une source de pollution, la qualité de l’air intérieur peut être meilleure qu’avec une ventilation classique par les fenêtres.

Les charges polluantes déjà présentes dans la pièce peuvent au mieux être réduites dans la mesure où il s’agit de polluants hautement volatils (COV). Cependant, les polluants volatils lourds ou les polluants liés à la poussière (SVOC) ne peuvent être éliminés ni par un système de ventilation mécanique ni par la ventilation par les fenêtres. Ces polluants doivent être évités au préalable lors du choix des matériaux de construction ou de l’ameublement.

Un système de ventilation mécanique n’est donc pas bon ou mauvais en soi du point de vue de la santé. Cependant, tant les planificateurs que les entreprises qui réalisent les travaux, et surtout les utilisateurs, doivent être mieux informés des risques possibles.

En résumé, on peut dire que l’énergie primaire peut être économisée dans les bâtiments résidentiels équipés de systèmes de ventilation mécanique. Toutefois, ce potentiel d’économie d’énergie peut être considérablement amélioré en utilisant cette technologie de manière aussi sélective que possible. Par exemple, un système de ventilation ne doit être utilisé que lorsque la récupération de chaleur est réellement nécessaire. En outre, un système de ventilation par zone et contrôlé par la demande peut permettre d’économiser 50 % supplémentaires d’énergie primaire. Enfin, le soin apporté à la planification, à la mise en œuvre et à l’entretien a également une influence notable, tant sur l’efficacité énergétique que sur la qualité de l’air intérieur.