Annexe B (informative) Exemple de méthode de dimensionnement

B.1 Généralités

Les règles définies dans ce document fixent les critères permettant d'apprécier si une installation, dont on connaîtrait toutes les caractéristiques, satisfait les exigences acoustiques et aérauliques.

Dans la pratique, avant de vérifier si un projet satisfait ces exigences, il est nécessaire d'en déterminer le dimensionnement : en général, le tracé du réseau et la gamme d'unités de ventilation et de bouches sont choisis avant tout calcul de dimensionnement. Les calculs visent alors essentiellement à déterminer le diamètre des différents tronçons du réseau ainsi que le modèle et le réglage de l'unité de ventilation permettant de satisfaire les exigences aérauliques et acoustiques.

Un exemple de méthode pouvant être utilisée pour la conduite des calculs du point de vue des exigences aérauliques à partir d'hypothèses simplificatrices (non-prise en compte des effets du vent et du tirage thermique) est donné dans cette Annexe.

En règle générale, toute variation locale de moins de 10 Pa sur une courbe d'une unité de ventilation pourra être négligée.

B.2 Principe de dimensionnement

Le principe retenu est :

de s'appuyer sur les bouches à mettre en place et leur plage de fonctionnement aéraulique et acoustique ;
de dimensionner un premier réseau d'extraction de façon à ce que les variations de perte de charge induites par les variations de débit extrait (entre le débit minimal et le débit maximal), n'excédent pas une certaine valeur ;
de choisir l'unité de ventilation en extraction et sa courbe de fonctionnement de sorte que les pressions soient correctes de part et d'autre de chaque bouche.

De manière itérative, le dimensionnement du réseau et le choix de l'unité de ventilation en extraction sont modifiés jusqu'à ce que cette condition soit remplie.

de dimensionner le réseau d'insufflation de façon à ce que les débits aux bouches de soufflage satisfassent les exigences du 5.1.1 du présent document.
pour chaque pièce principale, le débit soufflé pour une bouche ou la somme des débits soufflés si plusieurs bouches, doit être supérieur à 18 m³/h.
le débit total généré par l'unité de ventilation respecte les inéquations données au 5.1.1 du présent document.

B.3 Méthode de dimensionnement

B.3.1 Rappel des limites de fonctionnement des bouches

La différence de pression totale est maintenue de part et d'autre de chaque bouche ou régulateur autoréglable à l'intérieur des limites de bon fonctionnement (ΔPmin, ΔPmax) spécifiée au 5.1.3 du présent document.

B.3.2 Première détermination du diamètre de chaque tronçon

Les diamètres de chaque tronçon sont déterminés de façon, à ce que :

les débits maximum foisonnés dans le collectif ;
les débits maximum non foisonnés dans l'individuel.

ne dépassent pas une certaine valeur (compte tenu du taux de fuite, voir 5.1.1.1 et 5.1.6 du présent document pour des installations collectives et 5.1.1.2 pour des installations individuelles). Les vitesses limites cité dans le Tableau 1 du présent document sont également prises en compte.

B.3.3 Calcul des pertes de charge des réseaux de soufflage et d'extraction

Pour chaque réseau, sont considérés d'une part la bouche dite la plus favorisée aérauliquement, et d'autre part la bouche dite la plus défavorisée aérauliquement.

B.3.3.1 Réseau d'extraction

Lorsque l'installation comporte plusieurs modèles différents de bouches (au sens des limites de bon fonctionnement ΔPmin, ΔPmax), il y a lieu de considérer autant de couples de bouches qu'il y a de modèles différents.

Le calcul est réalisé, conformément aux indications du NF DTU 68.3 Partie 1-1-1, la perte de charge du réseau depuis chacune des bouches considérées jusqu'au point de rejet de l'air.

La perte de charge de la bouche est exclue de ce calcul.

Pour le débit maximal susceptible d'être atteint :

ΔP1d désigne la perte de charge du réseau pour la bouche la plus défavorisée calculée au débit total maximal susceptible d'être atteint ;
ΔP1f désigne la perte de charge du réseau pour la bouche la plus favorisée calculée au débit total maximal susceptible d'être atteint.

Pour le débit minimal susceptible d'être atteint :

ΔP2f désigne la perte de charge du réseau calculée pour le débit minimal susceptible d'être atteint pour la bouche la plus favorisée ;
ΔP2d désigne la perte de charge du réseau calculée pour le débit minimal susceptible d'être atteint pour la bouche la plus défavorisée.

B.3.3.2 Choix de l'unité de ventilation d'extraction

Le choix de l'unité de ventilation est fait, par exemple suivant la règle suivante :

PVMC1 désigne la pression totale délivrée par l'unité de ventilation d'extraction au débit total maximal susceptible d'être atteint ;
PVMC2 désigne la pression totale délivrée par l'unité de ventilation d'extraction au débit total minimal susceptible d'être atteint.
Qmaxv désigne le débit maximum d'extraction à prendre en compte pour la sélection de l'unité de ventilation d'extraction ;
Qminv désigne le débit minimum d'extraction à prendre en compte pour la sélection de l'unité de ventilation d'extraction.

NOTE 1

Les inéquations de gauche dans (1) et (2) permettent de fournir une pression suffisante à l'entrée de l'unité de ventilation pour assurer le bon fonctionnement de la bouche la plus défavorisée au débit total maximum et au débit total minimum fournis par l'unité de ventilation.

NOTE 2

Les inéquations de droite dans (1) et (2) permettent de limiter la pression à l'entrée de l'unité de ventilation pour assurer une pression à la bouche la plus favorisée qui reste dans sa limite supérieure de bon fonctionnement au débit total maximum et au débit total minimum fournis par l'unité de ventilation.

B.3.3.3 Graphe de sélection de l'unité de ventilation

Les étapes de la sélection de l'unité de ventilation (méthode graphique) sont :

tracer les courbes de perte de charge des bouches :
- la plus défavorisée avec les points (QmaxV, ΔP1d) et (QminV, ΔP2d)
- la plus favorisée avec les points (QmaxV, ΔP1f) et (QminV, ΔP2f)
à QmaxV, positionner les points A et B correspondants aux segments OA = DP1d + Δpmin et OB = Δpmax + ΔP1f :
à QminV, positionner les points C et D correspondants aux segments OC = DP2d +Δpmin et OD = Δpmax + DP2f
PVMC1 est sélectionné dans le segment AB,
PVMC2 est sélectionné dans le segment CD.

Plusieurs cas :

Segments tels que OA > OD (soit ΔP1d - ΔP2f > ΔPmax - Δpmin) :

Dans ce cas, une unité de ventilation d'extraction à régulation de pression montante peut convenir ou à régulation de pression constante si OA = OD.
Segments tels que OA < OD :

Dans ce cas, une unité de ventilation d'extraction à régulation de pression constante ou descendante peut convenir.

B.3.4 Calcul itératif

Lorsque les inégalités précédentes ne sont pas respectées, DP1d est trop élevé. Pour réduire la différence (DP1d - DP2f), on augmente les diamètres des tronçons correspondant aux valeurs élevées de DP1d, on détermine alors pour ces tronçons et les tronçons amonts, les nouvelles valeurs de DP1d et DP2f et on recommence ce calcul jusqu'à obtention du résultat

B.3.5 Exemple numérique

Le graphe de la Figure B.1 à l'exemple donné en Annexe E avec Qmaxv = 677,6 m³/h ; Qminv = 482,6 m³/h issu des bouches disposées dans les appartements dont la plage de régulation est ΔPmin = 50 Pa ; ΔPmax = 160 Pa.

Le calcul des pertes de charges du réseau donne pour la bouche la plus défavorisée : Δp1d = 155 Pa ; ΔP2d = 56 Pa (incluant la perte de charge du récupérateur).

Le calcul des pertes de charges du réseau donne pour la bouche la plus favorisée : ΔP1f = 130 Pa ; ΔP2f = 47 Pa

Les résultats :

OA = 155 + 50 = 205
OB = 130 + 160 = 290
OC = 56 + 50 = 106
OD = 47 + 160 = 207

D'où PVMC1 compris dans l'intervalle [205 Pa ; 290 Pa] et PVMC2 compris dans l'intervalle [106 Pa ; 207 Pa].

Dans ce cas, OA < OD, et une régulation à pression constante de 205 Pa par exemple convient parfaitement.

Figure B.1 Exemple de dimensionnement de l'unité de ventilation

Tableau B.1 Exemple numérique de valeurs de dépression exprimées en Pascal selon la Figure B.1