5 Conception générale de la ventilation

Les relations figurant dans la suite du document doivent être établies en retenant, par défaut, une masse volumique de l'air égale à 1,2 kg/m³.

NOTE

L'incidence des variations de température de l'air véhiculé sur les pertes de charge est faible. Elle peut normalement, compte tenu de la précision requise pour le calcul des pertes de charge, être négligée.

5.1 Dimensionnement aéraulique et acoustique des VMC

Un exemple de dimensionnement est fourni en Annexe B pour illustrer ce paragraphe.

5.1.1 Principe général de dimensionnement

L'installation est dimensionnée de façon à satisfaire les exigences réglementaires, de conception en matière de débits extraits et d'acoustique (limitation du bruit propre des bouches, du bruit du ventilateur transmis par les conduits, de la transmission acoustique entre logements …). En particulier, la différence de pression de part et d'autre de chaque bouche doit rester comprise, quelles que soient les conditions de fonctionnement de l'installation, dans sa plage de pression d'utilisation.

NOTE

Les débits d'extraction doivent respecter l'arrêté du 24 mars1982 modifié.

Dans la méthode définie ici, on considère les deux situations extrêmes définies aux paragraphes 5.1.6 et 5.1.7 du présent document, l'une favorisant les différences de pression faibles, l'autre les différences de pression élevées, puis on effectue les calculs de pertes de charges, de façon à vérifier que, dans chacun de ces deux cas, le dimensionnement prévu permet de respecter la plage de pression d'utilisation des bouches d'extraction.

Les contraintes de dimensionnement sont les suivantes :

1 Pa/m de pertes de charges linéiques maximum.

En complément, pour des raisons acoustiques, la vitesse ne doit jamais excéder les valeurs fixées au paragraphe 5.2 du NF DTU 68-3 P1-1-1.

Le Tableau 1 exprime cette double contrainte selon l'utilisation.

Tableau 1 Tableau de correspondance pour des conduits circulaires

Tableau 1 Tableau de correspondance pour des conduits circulaires (suite)

5.1.2 Entrées d'air

5.1.2.1 Performances aérauliques et acoustiques

5.1.2.1.1 Détermination du module et de l'isolement acoustique

Par le choix des entrées d'air en façade, l'ensemble constitué par l'entrée d'air et ses accessoires (auvent, manchon de traversée de paroi, etc.) est caractérisé aérauliquement par un module égal au débit sous 20 Pa. Il est caractérisé acoustiquement par l'isolement acoustique noté D_n,e,w+C_tr.

5.1.2.1.2 Cas où l'air chemine dans les éléments de la construction

NOTE 1

Les caractéristiques aérauliques et acoustiques de l'ensemble dépendent des conditions de percement des passages d'air. Compte tenu des aléas de réalisation sur chantier, la conformité de ces caractéristiques n'est assurée que si les percements sont effectués lors de la fabrication et non sur chantier ; ces percements sont en général fonction du modèle d'entrée d'air utilisé.

Lorsque la traversée de l'élément de construction s'effectue sans diminution de section ni changement du sens et de la direction de l'écoulement, la perte de charge supplémentaire introduite par l'élément de construction peut être négligée et il suffit de caractériser l'entrée d'air séparément par son module et son isolement acoustique D_n,e,w+C_tr.

Dans le cas contraire, le module et l'isolement acoustique doivent être déterminés par un essai portant sur l'ensemble constitué par l'entrée d'air, les accessoires et les éléments de construction.

NOTE 2

Il est rappelé que, dans ce cas, la perte de charge supplémentaire induite par l'élément de construction peut diminuer les débits dans l'entrée d'air, ce qui nécessite alors une augmentation du nombre d'entrées d'air à mettre en place, tout en respectant les exigences acoustiques.

5.1.2.2 Exigence générale

Le calcul du dimensionnement des entrées d'air présentes dans un même logement doit être mené pour une dépression ΔP égale au maximum à 20 Pa, au débit d'air maximal, QM, susceptible d'être extrait du logement.

NOTE 1

Ce débit d'air est pris égal à la somme des valeurs nominales maximales des débits d'air extraits à chaque bouche. Sa valeur est donnée en Annexe D dans le cas où les débits sont strictement conformes aux exigences réglementaires en vigueur à la date de parution du présent document ( arrêté du 24 mars 1982).

Le Tableau 2 donne un exemple de dimensionnement permettant, aussi bien en logement individuel que collectif, de satisfaire les exigences précédentes dans les cas les plus courants (les configurations des appartements sont précisées en Annexe B).

Tableau 2 Exemple de dimensionnement les plus courants

En pratique, le respect de cette exigence s'apprécie en tenant compte des infiltrations d'air à travers l'enveloppe du bâtiment : la somme, S, des modules des entrées d'air présentes dans le logement pour une valeur maximale de la différence de pression ΔP fixée à 20 Pa doit satisfaire l'inégalité suivante :

S ≥ QM − Qf

où Qf est le débit de fuite sous 20 Pa de l'ensemble de l'enveloppe, qu'il est convenu de prendre égal, selon les cas, aux valeurs figurant dans le Tableau 3.

Tableau 3 Valeurs du débit de fuite Qf sous 20 Pa

NOTE 2

Les valeurs figurant dans ce tableau sont basées sur des mesures de perméabilité à l'air effectuées en immeubles collectifs et maisons individuelles ; elles correspondent aux valeurs minimales susceptibles d'être rencontrées dans le cas d'immeubles de construction courante. Dans certains cas, et notamment en réhabilitation, la perméabilité à l'air peut être plus importante. On peut alors, sur justifications particulières, retenir des valeurs plus élevées.

5.1.2.3 Répartition des entrées d'air selon les pièces

Chaque pièce principale doit être équipée au moins d'une entrée d'air. La somme des modules de ces entrées d'air doit être égale ou supérieure à 22 m³/h.

5.1.3 Passages de transit

Les passages de transit sont assurés conformément au paragraphe 6.2 du NF DTU 68.3 P1-1-1.

NOTE

Ces dispositions excluent toute retaille sur chantier pour satisfaire aux prescriptions du présent document.

Ils doivent être dimensionnés de façon à ce que la différence de pression de part et d'autre de la (ou des) porte(s) en position fermée soit inférieure à :

pour les portes desservant les pièces de service : 5 Pa pour le débit maximal de la bouche d'extraction ;
pour les autres portes : 2,5 Pa pour un débit d'air égal à la somme des modules de(s) entrée(s) d'air équipant la pièce.

Les exigences relatives au dimensionnement des passages de transit sont réputées satisfaites si leur dimensionnement est effectué conformément au Tableau 4 :

Tableau 4 Exemples courants de dimensionnement des passages de transit

5.1.4 Débit foisonné

Le débit foisonné Q_df est calculé au droit de chaque bouche conformément au paragraphe 5.1.8 du NF DTU 68.3 P1-1-1.

Dans le cas d'une bouche bi-débit temporisée :

le débit maximum foisonné Q_Mf est égal au débit maximum de la bouche ;
le débit minimum foisonné Q_mf est égal au débit minimum de la bouche.

5.1.5 Taux de fuite du réseau

5.1.5.1 Réseau de conduits neufs

Comme spécifié dans le paragraphe 5.1.9 de P1-1-1, les défauts d'étanchéité du réseau doivent être considérés au droit de chaque bouche d'extraction et correspondre à une valeur de 12 % du débit foisonné Q_df de la bouche conformément au paragraphe 5.1.8 du NF DTU 68.3 P1-1-1.

Cette valeur forfaitaire peut être ramenée à 5 % du débit foisonné de la bouche, dans le cas d'utilisation, sur la totalité du réseau d'accessoires à joints de classe C au minimum, et du respect de la mise en oeuvre (voir Annexe C du NF DTU 68.3 P1-1-1).

En cas de démarche qualité sur l'étanchéité des réseaux, la classe d'engagement retenue permet le calcul du débit de fuite global du réseau sous la dépression définie dans le FD E 51-767. Ce débit de fuite doit être réparti au droit de chaque bouche au prorata de la valeur du débit foisonné Q_df retenu pour chaque bouche de l'installation.

5.1.5.2 Réseau de conduits existants

En cas de reprise de conduits existants en l'état, un diagnostic préliminaire de l'installation doit être réalisé visuellement afin de s'assurer notamment de leur vacuité, de leur étanchéité à l'air et de leur propreté. Il convient de vérifier que l'étanchéité obtenue est compatible avec les règles de dimensionnement décrites dans le présent document.

NOTE 1

Les conduits collectifs à raccordements individuels de hauteur d'étage (généralement dits « shunts ») ou individuels peuvent présenter des caractéristiques d'étanchéité à l'air ou de perte de charge notablement différentes de celles des conduits habituellement utilisés pour la réalisation des installations de VMC. Il convient dans ce cas de rétablir les niveaux de performances compatibles avec les règles de dimensionnement.

Le raccordement à un même étage et sur un même conduit vertical de deux conduits de liaison desservant des logements différents est admis sous réserve de respecter les exigences limitant les transmissions phoniques entre logements.

NOTE 2

Ces exigences sont définies par la réglementation acoustique portant sur le logement.

NOTE 3

Le raccordement à un même niveau demande une étude spécifique, et complétée éventuellement par des essais, fournie par la maîtrise d'ouvrage.

NOTE 4

Il est recommandé de respecter une distance verticale entre les raccordements supérieure à 1,20 m.

Pour toute réutilisation d'un réseau VMC métallique existant, soit :

une mesure d'étanchéité à l'air du réseau est réalisée selon le fascicule documentaire FD E 51-767. Si le débit de fuite mesuré est supérieur à 30 % du débit nominal réduit, il faut proscrire la réutilisation du conduit en l'état. Si le débit de fuite mesuré est inférieur à 30 % du débit nominal réduit, il doit être réparti au droit de chaque bouche, au prorata de la valeur du débit foisonné Qdf retenu pour chaque bouche de l'installation ;
un débit de fuite par défaut équivalent à 30 % du débit nominal réduit est pris en compte et réparti au droit de chacune des bouches, au prorata de la valeur du débit foisonné Qdf retenu pour chaque bouche de l'installation.

Pour toute réutilisation d'un réseau maçonné existant, soit :

une mesure d'étanchéité à l'air du réseau est réalisée selon le fascicule documentaire FD E 51-767. Si le débit de fuite mesuré est supérieur à 30 % du débit nominal réduit, il faut proscrire la réutilisation du conduit en l'état. Si le débit de fuite mesuré est inférieur à 30 % du débit nominal réduit, il doit être réparti au droit de chaque bouche, au prorata de la valeur du débit foisonné Qdf retenu pour chaque bouche de l'installation ;
en l'absence de mesure d'étanchéité, un débit de fuite complémentaire sera ajouté au droit de chaque bouche d'extraction selon les dispositions, conduisant à un calcul, prévues dans la norme NF E 51-766.

NOTE 5

Ce débit nominal est défini dans l'arrêté du 24 mars 1982.

5.1.6 Dimensionnement au débit maximum de l'installation collective

NOTE

En règle générale, cette situation de fonctionnement de l'installation correspond généralement à des valeurs faibles de la différence de pression aux bouches.

5.1.6.1 Conventions de calcul

Ces calculs sont réalisés au débit maximum de dimensionnement de l'installation et calculés conformément au paragraphe 5.1.8 du NF DTU 68-3 P1-1-1.

entrées d'air et passages de transit

La perte de charge des entrées d'air et des passages de transit est prise à 20 Pa.
débit extrait aux bouches

À chaque bouche, le débit extrait doit être pris égal au débit maximum foisonné et majoré du débit de fuite défini au paragraphe 5.1.5 du présent document.

5.1.6.2 Principes de calcul

On calcule les dépressions de la bouche dite la plus favorisée aérauliquement (c'est-à-dire, la plus proche de l'extracteur au sens des pertes de charge) et de la bouche dite la plus défavorisée aérauliquement (c'est-à-dire la plus éloignée au sens des pertes de charge), et on vérifie que ces dépressions sont compatibles avec leurs limites d'utilisation en pression.

Si les bouches n'ont pas les mêmes plages de pression d'utilisation, les calculs doivent être effectués pour chaque famille de bouche, et à l'intérieur de chaque famille, pour la bouche la plus favorisée et la bouche la plus défavorisée.

5.1.7 Dimensionnement au débit minimum de l'installation collective

NOTE

En règle générale, cette situation de fonctionnement de l'installation correspond à des valeurs élevées de la différence de pression aux bouches.

5.1.7.1 Conventions de calcul

entrées d'air et passages de transit

La perte de charge des entrées d'air et passages de transit est négligée pour le dimensionnement à débit minimum.
débits extraits aux bouches d'extraction

Le débit extrait doit être pris égal au débit nominal de la bouche d'extraction ; dans le cas d'une bouche à plusieurs débits nominaux, le plus petit de ces débits doit être retenu.

5.1.7.2 Principes de calcul

5.1.8 Calcul des pertes de charge

Les pertes de charge doivent être calculées conformément au NF DTU 68.3 P1-1-1. Les calculs pour les éléments les plus courants sont donnés dans l'Annexe A du NF DTU 68.3 P1-1-1. Pour les autres éléments, les coefficients retenus doivent être justifiés.

5.1.9 Extracteurs

Si l'extraction d'air est assurée par l'emploi de plusieurs extracteurs, le dimensionnement doit être fait pour chaque extracteur avec l'ensemble des composants qui lui sont associés (entrées d'air, passages de transit, bouches, réseau, rejets…).

5.1.9.1 Exigences générales en installation de ventilation collective

Le point de fonctionnement du caisson (à entraînement direct ou non) doit pouvoir être réglable sur site. Par exemple, l'ajustement de la vitesse de rotation est une des solutions envisageables.

Une courroie de secours doit être fournie avec chaque ventilateur et disposée à proximité de celui-ci lorsque l'entraînement de la roue se fait par courroie.

5.1.9.2 Dimensionnement de l'extracteur

L'extracteur doit être dimensionné pour fournir à débit minimum et maximum au niveau de chaque bouche des pressions comprises dans leur plage de pression d'utilisation.

NOTE 1

L'extracteur est caractérisé par sa courbe débit-pression établie lorsque les débits aux différentes ouïes d'aspiration sont équilibrés selon la norme NF EN 13141-4.

Il est recommandé de prendre en compte les effets du tirage thermique pour le calcul des valeurs extrêmes de la dépression aux bouches, notamment dans le cas particulier d'immeubles de hauteur importante.

Le tirage thermique, exprimé en pascals, doit être pris égal au produit de la dénivellation h du conduit collectif vertical, exprimée en mètres, par un coefficient égal à :

1 en zones H1 ;
0,85 en zones H2 ;
0,75 en zone H3.

NOTE 2

Les zones H1 H2 H3 sont celles définies dans le décret n° 2006-592 du 24 mai 2006 relatif aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des constructions.

La dénivellation h est égale à la différence de hauteur entre le rejet de l'extracteur et la bouche d'extraction la plus éloignée. En VMC inversée, cette différence peut être négative.

NOTE 3

Il peut, en cas de vent, y avoir gêne acoustique par augmentation du débit aux bouches d'extraction ; cette gêne, surtout sensible dans certaines zones géographiques, est en tout état de cause limitée aux périodes ventées.

NOTE 4

Les effets climatiques tendent à accentuer les fluctuations de différence de pression de part et d'autre des bouches d'extraction. Dans certains cas particuliers, tels qu'immeubles de grande hauteur (h > 50 m), il est nécessaire de tenir compte des effets climatiques ;

Un exemple de dimensionnement de l'extracteur est présenté en Annexe B.

5.1.9.3 Corrections à effectuer

5.1.9.3.1 Cas d'effet système usuels autour du ventilateur

Toute singularité (coude, rétrécissement de section, té-souche, …) située à moins de 3 diamètres de l'extracteur peut créer un effet système c'est-à-dire augmenter sensiblement les pertes de charge et le niveau sonore de l'installation.

Si ceci ne peut pas être évité, il convient de le prendre en compte dans le calcul de pertes de charges selon l'Annexe A du NF DTU 68.3 P1-1-1.

5.1.9.3.2 Cas du non équilibrage des débits

Pour les extracteurs comportant deux ouïes d'aspiration, la pression P_VMC à l'aspiration peut être différente de celle mesurée dans les conditions normalisées (équilibrage des débits). L'écart est d'autant plus important que les débits aux ouïes d'aspiration sont différents : si le rapport entre le plus grand et le plus petit de ces débits est supérieur à 1,5, on effectue la correction ci-après : où :

Q est le débit nominal, exprimé en mètres cubes par heure, à l'ouïe considérée ;
Q_T est le débit total nominal, exprimé en mètres cubes par heure, au refoulement ;
P_VMC0 est la valeur mesurée de la différence de pression lorsqu'il y a équilibrage des débits à l'aspiration, exprimé en Pa ;
D est le diamètre de l'ouïe d'aspiration, exprimé en millimètres.

5.1.9.3.3 Présence d'un dispositif de raccordement au refoulement

Les essais de caractérisation aéraulique de l'extracteur portent sur un appareil pouvant être équipé d'un dispositif de raccordement au refoulement. Dans ce cas, ce dispositif, dont les caractéristiques dimensionnelles sont spécifiées dans le rapport d'essai, fait partie intégrante de l'extracteur soumis aux essais et ne doit pas faire l'objet d'un calcul spécifique de perte de charge.

NOTE

La configuration des lieux notamment en cas d'extracteur disposé en comble ou de VMC inversé, peut rendre nécessaire l'emploi d'un conduit de refoulement différent du conduit spécifié au rapport d'essai. Si les modifications ne concernent pas les extrémités du conduit (extrémité aval à l'air libre ou pièce de raccordement à l'ouïe d'aspiration de l'extracteur) on peut utiliser les résultats d'essai à condition d'effectuer une correction pour tenir compte de la variation de pertes de charge.

5.1.9.4 Cas particulier de la maison individuelle

Les essais prévus au paragraphe 3.7 du NF DTU 68.3 P1-2 intègrent des configurations « courtes » et « longues » qui permettent de définir des longueurs minimum et maximum de réseau : quand la situation réelle ne s'éloigne pas sensiblement de cas situés entre ces deux extrêmes, il n'y a pas lieu de faire un calcul plus précis.

Si les conditions d'installation exigent de s'éloigner de ces extrêmes, un calcul complet doit être réalisé comme dans le cas d'un réseau collectif (conduits rigides, rectangulaires, branches, grandes longueurs, …).

NOTE

Dans tous les cas, il est recommandé de veiller particulièrement à la prise en compte du rejet à l'extérieur qui est fréquemment sous dimensionné.

(Amendement A1)« Les sorties en toiture en diamètre de raccordement inférieur à 160 mm doivent apporter la preuve du respect de la perte de charge maximale autorisée (25 Pa depuis la sortie de l'unité de ventilation jusqu'au rejet extérieur pour un débit de 200 m³/h. »

5.1.10 Réseau et autres composants

5.1.10.1 Tracé du réseau

Dans certaines configurations d'immeuble, la VMC inversée peut être utilisée. La limitation du nombre de coudes et de dévoiements permet de faciliter le dimensionnement ; dans le cas de certaines architectures (immeubles pyramidaux, etc.), le recours à des installations de VMC inversées permet de simplifier le tracé du réseau.

5.1.10.2 Hotte de cuisine

Les caractéristiques aérauliques et acoustiques des hottes de cuisine assurant la fonction de composants d'extraction doivent être prises en compte pour le dimensionnement au même titre que celles des autres composants d'extraction. Ces hottes ne doivent pas être motorisées.

5.1.10.3 Organes d'équilibrage

NOTE

On peut, sous réserve des limitations définies ci-après, utiliser des organes d'équilibrage. Compte tenu de la modulation des débits, cette correction ne peut, le plus souvent, être qu'imparfaite.

Les organes d'équilibrage, s'il y est fait recours, ne peuvent être disposés que sur les parties accessibles du réseau horizontal de collecte. En vue de faciliter les opérations d'entretien, ces organes doivent être disposés à proximité des tés-souches.

Si de tels organes sont prévus, leurs caractéristiques doivent être déterminées par le calcul.

En aucun cas ils ne doivent être prévus comme moyen de corriger des erreurs de dimensionnement ou des défauts de mise en oeuvre.

Ces organes doivent être indéréglables après leur mise en service.

5.1.11 Rejet de l'air extrait

L'air extrait doit être rejeté à l'extérieur de l'immeuble, soit directement depuis le groupe d'extraction, soit par l'intermédiaire d'un conduit de refoulement, et de façon à éviter la reprise d'air vicié par les ouvrants et les entrées d'air.

NOTE 1

Les conduits de refoulement sont notamment utilisés dans le cas de VMC inversée, ou pour assurer la traversée de toiture lorsque l'extracteur est implanté en combles.

Lorsque l'air est évacué par l'intermédiaire d'un conduit de refoulement, ce conduit doit être disposé de façon à ce qu'il ne puisse y avoir, en cas de défaut d'étanchéité, refoulement d'air vers les locaux.

NOTE 2

Une solution consiste à disposer le conduit de refoulement dans une gaine sans communication avec l'air intérieur et débouchant sur l'extérieur du bâtiment.

Le rejet d'air ne doit pas constituer une gêne pour le voisinage.

NOTE 3

On rappelle également que la réglementation applicable en matière de sécurité contre l'incendie impose dans certains cas des restrictions à l'implantation du rejet d'air.

5.2 Cas particulier des installations de VMC individuelles avec régulation intégrées au caisson de VMC

Les débits aux bouches dans les différentes configurations doivent être testés selon la NF EN 13141-6 et conformes au débit attendu.

NOTE

Il n'y a pas de dimensionnement spécifique du réseau et du caisson, mais l'obtention de l'ensemble.

5.3 Mesures visant à prévoir la réception et l'entretien des installations

Pour la conception en vue de la réception et de l'entretien des installations, se reporter au paragraphe 5.3 du NF DTU 68.3 P1-1-1.