VENTILATION ET CLIMATISATION
Install Magazine 974 – février 2021

Aérer et chauffer vont difficilement de pair

La ventilation à l’école et les mesures anti-coronavirus

Depuis la crise de la Covid-19, les écoles sont confrontées à de nombreux nouveaux défis. Elles doivent respecter des mesures strictes pour assurer la sécurité du personnel et des étudiants. Le gouvernement exhorte à investir massivement dans l’hygiène des mains, dans l’usage de masques buccaux et nasaux et à ventiler autant que possible les salles de classe. Cependant, ce dernier problème est une plaie ancienne dans de nombreuses écoles. La plupart des bâtiments scolaires existent depuis des décennies et l’ouverture des fenêtres est souvent le seul moyen de ventiler.

Chauffage et fenêtres ouvertes

Le besoin d’une ventilation supplémentaire crée des situations exceptionnelles lors de températures hivernales : des salles de classe avec les fenêtres complètement ouvertes, le chauffage à plein régime et les étudiants qui fréquentent les cours portant un pull épais ou une veste. Lorsque le mercure descend régulièrement en dessous de zéro en hiver, enseigner avec des fenêtres ouvertes n’est certainement pas une sinécure. Un système de ventilation efficace peut solutionner la problématique. Cette dernière semble avoir fortement grimpé dans la liste des priorités des écoles aujourd’hui. Mais un système de ventilation est également un investissement judicieux pour les bâtiments commerciaux, où, espérons-le, le régime de travail normal pourra bientôt reprendre.

Les écoles devaient déjà prendre en compte un certain nombre de réglementations et de lois et les mesures anti-coronavirus avec obligation de ventilation n’en sont qu’une de plus. « Ce n’est pas un exercice d’équilibre facile », déclare Dirk Hoornaert, directeur technique du groupe scolaire KORHA à Halle. « L’ancienneté de nombreux bâtiments scolaires ne facilite pas l’implémentation d’une ventilation tout azimut. Nous ne pouvons pas obliger les enseignants à ouvrir les fenêtres en permanence, mais nous le recommandons bien. Chaque enseignant gère la problématique à sa discrétion. »

Consommation énergétique croissante

Chauffer une salle de classe avec les fenêtres ouvertes, c’est un peu comme remplir le tonneau des Danaïdes. Le chauffage fonctionne, mais son effet est annihilé par l’air extérieur glacial. Une augmentation de la consommation d’énergie semble donc inévitable. « Les systèmes de chauffage des écoles ne sont pas non plus tous des plus modernes. Certaines salles de classe ont déjà un thermostat, d’autres ne disposent encore que de radiateurs en fonte. Il n’est pas aisé de garantir une température confortable en permanence, mais un peu d’air frais extra n’a jamais rendu personne malade », déclare Hoornaert.

La concentration en CO₂dans les salles de classe est aussi de plus en plus un problème. Dans la plupart des classes, le paramètre n’est pas mesuré, ou au mieux la mesure est manuelle. L’ouverture des fenêtres permet de maintenir plus facilement cette concentration en dessous de la norme prescrite. Mais si les fenêtres restent fermées, la concentration (en ppm : « parts per million ») peut dépasser les valeurs recommandées. Le résultat se décline alors par de la fatigue, des performances d’apprentissage réduites et une capacité de concentration moindre.

À l’école primaire Jan Ruusbroec de Ruisbroek, toutes les salles de classe sont tout bonnement occupées. Le directeur David Day note que les enseignants essaient de se conformer aux mesures d’aussi près que possible. « Certains de nos professeurs ouvraient déjà toutes les fenêtres pendant les cours avant même la pandémie, d’autres ventilent désormais davantage. Dans certains locaux, les fenêtres doivent être ouvertes en permanence, dans d’autres, il suffit de le faire pendant les récréations. Parce que nous avons affaire à de jeunes enfants, les parents sont parfois préoccupés par la température dans les salles de classe. Toutefois, ils comprennent que c’est un mal nécessaire à cause du coronavirus. »

Maintenir la concentration en CO₂sous contrôle

Le secteur HVAC est bien sûr heureux d’étudier conjointement des solutions pour ces types de problèmes quotidiens impactant l’enseignement mais qui s’appliquent également aux grands immeubles de bureaux et aux ateliers de travail. Un système de ventilation peut prévenir l’ouverture des fenêtres, de sorte que la température fluctue moins et que le chauffage soit moins sollicité. « La combinaison du besoin de ventilation supplémentaire, des températures hivernales et des bâtiments scolaires anciens, tout cela mène à une problématique complexe », déclare Pieter Van Der Poorten, directeur des ventes HVAC chez LG Electronics. « Ouvrir les fenêtres et simultanément mettre le chauffage à fond n’offre aucune garantie de création d’un climat intérieur confortable. Certainement pas lorsque l’humidité extérieure grimpe encore plus. La concentration en CO₂finalement accroît encore plus la complexité du problème. Dans les circonstances actuelles, de nombreuses écoles gaspillent inutilement beaucoup d’énergie en frais de chauffage. »

Pour les bâtiments existants, les rénovations en profondeur ou les nouvelles constructions, un système de ventilation peut rendre le climat intérieur confortable. De même, la concentration en CO₂se mesure pour réguler le débit d’air, ce qui réduit considérablement les coûts énergétiques. « Dans les bâtiments complexes existants, un système de ventilation décentralisé peut certainement offrir une solution. Dans ces cas, les unités de ventilation peuvent chauffer et/ou refroidir afin de préconditionner l’air frais. Ces unités plus petites sont également équipées de récupération de chaleur pour atteindre le rendement le plus élevé possible de cette manière. Pour les nouvelles constructions ou les rénovations de grande envergure, l’on peut parfaitement opter pour un système centralisé. De cette manière, une seule unité dispose de toutes les fonctions : air frais, chauffage et refroidissement, mais aussi récupération de chaleur. Le fait de gérer tous ces paramètres se décline par une solution écoénergétique. En plus d’éviter l’usage de combustibles fossiles, cela rend également d’un seul coup une installation pérenne et financièrement intéressante », conclut Van Der Poorten.

Solutions techniques

Pour la ventilation des bâtiments (scolaires), 3 solutions sont possibles :

1. ERV/VRE (ventilateurs à récupération d’énergie)

2. Groupes de climatisation avec une unité DX (expansion directe)

3. Groupes de climatisation à batterie d’eau

1. Les VRE

LG propose ces unités pour des débits compris entre 250 m³/h et 2 000 m³/h. Une partie de celles-ci peut être équipée d’un bloc DX, pour refroidir et/ou chauffer via l’unité de ventilation. Humidifier (l’hiver) et déshumidifier (en été) est possible sur ces unités. Elles peuvent opérer de manière autonome sur la base du CO_2.L’affichage et le monitoring des valeurs de CO₂se fait à partir de la commande RS3. La régulation du débit d’air frais requis est assuré par l’« autofanspeed control ». Puisque l’unité n’insuffle que le débit requis, un gain d’énergie se réalise de fait. En outre, l’unité surveille en permanence la température extérieure et pulse l’air frais soit sur un échangeur de chaleur soit dans un by-pass. Finalement, ces unités peuvent également être équipées d’un filtre F7, pour un filtrage supplémentaire de l’air.

2. Groupe de climatisation à unité DX

Un groupe de climatisation peut être équipé d’une unité DX. Elle permet de refroidir ou chauffer l’air via l’échangeur de chaleur dans le climatiseur (LBK).

Via le kit de communication LBK de LG, nous pouvons réguler le climat intérieur en fonction de la température de l’air de pulsion ou d’extraction.