Comment sont calculées les infiltrations dans ClimaWin 2020 ?

La nouveauté de ClimaWin 2020 est de proposer deux méthodes de calcul.

A. Méthode physique

La première est une méthode physique comme y invite la norme NF EN 12831. Elle s’appuie sur les principes qui suivent.

1. Vitesse du vent

La vitesse du vent, qui a un fort impact, est proposée à 3 m/s, avec possibilité de la modifier dans le site.

2. Température et hygrométrie

Tous les calculs se font dans des conditions normalisées où la température et l’hygrométrie intérieures et extérieures sont égales. Cela permet d’avoir des débits extraits et pénétrant égaux.

De façon à ce que ρ = 1,2 et que déperditions = 0,34 x Q x ∆T, la température et l’hygrométrie ont été choisies  ainsi :

• Température = 17,654401195992 °C
• Humidité = 0,00765027 g/kgas

3. Principe général du calcul

L’idée de base du calcul est de déterminer la pression intérieure au point bas de l’espace. Elle s’exprime dans une variable Pib qui mesure la différence de pression, au même niveau, entre l’intérieur et l’extérieur. Lorsque le bâtiment est en dépression Pib est négatif.

Tous les calculs se font en masse d’air. Avec les hypothèses faites les masses d’air sont dans le même rapport avec les différents débits.

On calcule :

• Le débit extrait
• Le débit soufflé
• En fonction de la vitesse du vent, du tirage thermique et de Pib on détermine les débits d'air entrant ou sortant par les parois du bâtiment et les entrées d’air

La somme de ces débits doit être nulle. En faisant varier la valeur de Pib on réitère le calcul jusqu’à obtenir une valeur « proche de zéro ». La dernière itération fournit les débits d’air entrant ou sortant par les défauts d’étanchéité et par les entrées d’air.

4. Principe de calcul pour les déperditions et les apports

L’usage pour les déperditions et les apports et de séparer l’air entrant par les défauts d’étanchéité et l'air entrant par les entrées d’air, soit « infiltrations » et « ventilation » . Pour les trouver on effectue deux calculs.

• Un calcul avec la vitesse de vent nominale
• Un calcul sans vent

Le premier calcul permet de connaitre la somme du « débit de ventilation » et « infiltrations », le deuxième le « débit de ventilation » et par différence les « infiltrations ».

5. Calcul récapitulatif

Les déperditions par ventilation comportent trois parties :

1. Les déperditions par infiltration dans lequel ∆T= T_int-T_ext
2. Les déperditions par aération dans lequel ∆T= T_int-T_ext
3. Les déperditions éventuelles par soufflage d’air dans lequel ∆T = T_int – T_souf, T_souf est calculé en utilisant le coefficient ε de l’échangeur

Remarques :

• Pour les calculs a et b on ne tient pas compte de ce que la prise d’air peut se faire dans une véranda.
• Dans le cas du soufflage pour le calcul de déperditions on ne tient pas compte d’un préchauffage. Mais dans le cas de préchauffage on sépare la puissance du préchauffage et la puissance qu’il reste à fournir dans les locaux.

B. Méthode simplifiée

La méthode de calcul de la ventilation proposée dans la précédente version de ClimaWin a été adaptée pour être totalement conforme à la méthode « simplifiée » proposée par la norme NF EN 12831.

Elle comporte le calcul de la ventilation et le calcul des infiltrations. Le calcul des infiltration ne dépend pas du système de ventilation, ce qui constitue une grossière approximation. Le calcul de la ventilation distingue la « ventilation naturelle » et la « ventilation mécanique ».

1. Ventilation naturelle

La « ventilation naturelle » de la norme ne correspond pas à la ventilation naturelle de la réglementation française mais plutôt à un système par ouverture des fenêtres. Dans ClimaWin ce système s’appliquera aussi en l’absence de système de ventilation.

Dans ce cas on calcule le débit de « ventilation naturelle » en fonction du volume de la pièce avec un taux saisi par l’utilisateur. Le débit pour le calcul des déperditions est le maximum entre le débit de « ventilation naturelle » et les infiltrations. 

Dans ces calculs on utilise ∆T = T_int – T_ext.

2. Ventilation mécanique

Les déperditions comportent quatre composantes.

- Les infiltrations selon la méthode simplifiée de la norme.
Il est à noter que le tableau présent dans la norme européenne a été modifié dans le complément national. Les façades sont prises en compte même si elles n’ont pas d’ouverture et le coefficient en l’absence de façade est 0,01 et non pas 0,00.
Il est à noter également que le complément national donne la façon de passer de la perméabilité sous 4 Pa (Q4, utilisée dans la réglementation française) à la perméabilité sous 50 Pa (n50, utilisée dans la norme).
Dans ce calcul on utilise ∆T = T_int – T_ex).

- Les entrées d’air par dépression. Le calcul se fait en calculant Q_extrait - Q_soufflé. Si ce résultat est positif on le réparti sur toutes les pièces en fonction des volumes.
Dans ce calcul on utilise ∆T = T_int – T_ext.

- L’air soufflé en tenant compte de l’efficacité nominale de l’échangeur.
Dans ce calcul on utilise ∆T = (T_int – T_ext) * (1-ε ).

- L’air transféré vers les pièces d’extraction lorsque celles-ci sont plus chaudes que les autres pièces (cas éventuel de la salle-de-bain).
Dans ce calcul on utilise ∆T = T_int – T_moy.