Norme NBN EN 16798-3 : ventilation et qualité de l’air dans les bâtiments non résidentiels

INTRODUCTION

1	Domaine d’application
2	Références normatives
3	Termes et définitions
4	Symboles et unités
5	Accord sur les critères de conception
	5.1	Généralités
	5.2	Principes
	5.3	Caractéristiques générales du bâtiment
	5.4	Données relatives à la structure
	5.5	Description géométrique
	5.6	Utilisation des pièces
	5.7	Exigences pour les pièces
	5.8	Exigences relatives aux systèmes
	5.9	Spécifications générales pour le système de commande et de suivi
	5.10	Spécifications générales pour la maintenance et la sécurité de fonctionnement
	5.11	Phase du projet : Du lancement à l’exploitation
6	Classification
	6.1	Spécification des types d’air
	6.2	Classification de l’air
	6.3	Tâche du système et type de systèmes de base
	6.4	Condition de pression dans la pièce
	6.5	Puissance spécifique du ventilateur
	6.6	Récupération de chaleur
7	Environnement intérieur
	7.1	Généralités
	7.2	Zone d’occupation
	7.3	Environnement thermodynamique
	7.4	Qualité d’air intérieur
	7.5	Humidité de l’air intérieur
	7.6	Environnement acoustique

ANNEXE A (informative) Lignes directrices de bonne pratique
ANNEXE B (informative) Aspects économiques
ANNEXE C (informative) Liste de vérification pour la conception et l’utilisation de systèmes avec une faible consommation d’énergie
ANNEXE D (informative) Calcul de l’efficacité énergétique des ventilateurs et des caissons de traitement d’air – Calcul et vérification de la SFP, SFP_E et SFP_V
ANNEXE E (informative) Efficacité de ventilation et de diffusion de l’air
BIBLIOGRAPHIE

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La qualité de l’air extérieur influence la conception d’un système de ventilation, de conditionnement d’air ou de climatisation. La norme donne à titre indicatif des exemples de niveaux de concentration de polluants dans l’air neuf :

Type de zones externes	Concentrations
	CO2 [ppm]	CO [mg/m³]	NO2 [µg/m³]	SO2 [µg/m³]	Total PM* [mg/m³]	PM10** [µg/m³
Milieu rural	350	< 1	5 à 35	< 5	< 0,1	< 20
Milieu faiblement urbanisé	375	1 à 3	15 à 40	5 à 15	0,1 à 0,3	10 à 30
Milieu fortement urbanisé	400	2 à 6	30 à 80	10 à 50	0,2 à 1	20 à 50

Total PM*: total des particules présentes dans l’air (tous diamètres confondus).
PM10**: particules ayant un diamètre aérodynamique jusqu’à 10 µm.

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La concentration en CO₂ est un bon indicateur du niveau d’activité humaine. Voici les différentes qualités d’air que l’on peut rencontrer dans des zones activité humaine :

Qualité de l’air	Niveau de CO2 au dessus de l’air extérieur dans les locaux en ppm
	Plage type	Valeur par défaut
INT 1 Excellente qualité	< 400	350
INT 2 Qualité moyenne	400-600	500
INT 3 Qualité modérée	600-1000	800
INT 4 Qualité basse	>1000	1200

Cette méthode est pratique pour le dimensionnement rapide des taux d’air neuf dans les espaces. Voici les valeurs par rapport à la qualité d’air :

Qualité de l’air	Débit d’air neuf par personne [l/s.pers]
	Zone non-fumeurs		Zone fumeurs
	Plage type	Valeur par défaut	Plage type	Valeur par défaut
INT 1 Excellente qualité	> 15	20	> 30	40
INT 2 Qualité moyenne	10-15	12,5	20-30	25
INT 3 Qualité modérée	6-10	8	12-20	16
INT 4 Qualité basse	< 6	5	< 12	10

Suivant la qualité de l’air, les systèmes de ventilation, de conditionnement d’air et de climatisation doivent être régulés. Sur cette base, une classification des systèmes est établie en fonction de leur aptitude à être régulé. On distingue différents types de régulation :

Type	Description
Sans régulation	Le système fonctionne constamment.
Régulation manuelle	Le système fonctionne par commutation manuelle.
Régulation temporelle	Le système fonctionne sur minuterie ou assimilé.
Régulation par l’occupation	Le système fonctionne par détection de présence.
Régulation sur demande (nombre de personnes)	Le système fonctionne suivant le nombre de personne dans la zone.
Régulation sur demande (détecteurs de gaz)	Le système mesure directement les paramètres intérieurs par détecteur CO2, COV, …

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La norme donne des valeurs de pression dans les locaux afin de maîtriser le sens du flux par une différence entre les débits de pulsion et d’extraction. Dans certaines zones (comme dans les zones à risque de contamination contrôlé des hôpitaux par exemple) il est nécessaire que certains locaux soient inclus dans une cascade de pressions différentielles positives ou négatives selon le cas afin de s’assurer que la contamination ou les polluants soient confinés au bon endroit.

La puissance spécifique du ventilateur SFP dépend de la perte de charge, de l’efficacité du système et de la conception du moteur et du système d’entraînement.

Classe	Puissance électrique par m3/s transporté
SFP1	… < 500 W par m³/s
SFP2	500  < … < 750 W par m³/s
SFP3	750  < … < 1250 W par m³/s
SFP4	1250 < … < 2000 W par m³/s
SFP5	2000< …  W par m³/s

La norme recommande des ordres de grandeur de puissances spécifiques énergétiquement intéressantes suivant le système installé :

Ventilateur	Application	Puissance spécifique des ventilateurs
		Valeur par défaut
d’air fourni	système de climatisation	SPF
	système de ventilation sans récupérateur de chaleur	SPF3
d’air repris	système de climatisation et système de ventilation avec récupération de chaleur	SPF3
	système de ventilation sans récupérateur de chaleur	SPF2

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Les critères de confort doivent être respectés dans la zone d’occupation. Cette zone d’occupation définit le volume de base qui servira de base de dimensionnement.

Distance des parois par rapport à la zone d’occupation	Valeur en [m]
	Plage type	Valeur par défaut
A : sol	0 à 0,2	0,05
B : hauteur utile	1,3 à 2	1,8
C : devant les fenêtres et les portes extérieures	0,5 à 1,5	1
D : tient compte des techniques spéciales	0,5 à 1,5	1
E : mur extérieur	0,15 à 0,75	0,5
F : mur intérieur	0,15 à 0,75	0,5
G : devant les portes intérieures	–	–

Température

Les valeurs qui sont données dans la norme sont des ordres de grandeur sur base d’hypothèses prises avec des valeurs assimilées à une activité sédentaire (habillement, métabolisme type bureau). Il est vivement conseillé aux concepteurs de projet d’étudier au cas par cas les conditions d’occupation des locaux, le type d’activité intra muros, …

Paramètres	Situation	Plage type	Valeur par défaut
Température de fonctionnement [°C]	période hivernale avec chauffage	19-24	21
	Période estivale avec refroidissement	23-26	26
Vitesse de l’air [m/s]	Température d’air locale = 20°C	0,1 à 0,16	< 0,13
	Température d’air locale = 21°C	0,1 à 0,17	< 0,14
	Température d’air locale = 22°C	0,11 à 0,18	< 0,15
	Température d’air locale = 24°C	0,13 à 0,21	< 0,17
	Température d’air locale = 26°C	0,15 à 0,25	< 0,20

Débit d’air

Les valeurs qui sont données dans la norme sont des ordres de grandeur sur base d’hypothèses tenant compte de l’occupation humaine, l’autorisation ou pas de fumer et des sources de polluants autres que celles liées à l’activité humaine (détergent, désinfectant, polluant dans les matériaux, …). Il est vivement conseillé aux concepteurs de projet d’étudier au cas par cas les conditions d’occupation des locaux, le type d’activité intra muros, …

Pour déterminer les paramètres de qualité de l’air, la norme précise les surfaces par défaut nécessaires par personne en fonction de l’activité; c’est une autre façon de travailler par rapport à la méthode du taux d’air neuf par personne:

Type de local	Surface au sol par personne [m2/pers]
Bureau paysagé	12
Petit bureau	10
Salle de réunion	3
Grand magasin	4
Salle de classe	2,5
Salle d’hôpital	10
Chambre d’hôtel	10
Restaurant	1,5

Ces valeurs permettent d’évaluer par le calcul les débits d’air fournis et repris.

Humidité de l’air

La norme définis certains critères de conception (en tenant compte des aspects énergétiques, des conditions climatiques hiver/été, des risques de condensation et des options sur la manière de réguler l’humidité de l’air intérieur) :

• humidité absolue, valeur minimale en hiver et/ou valeur maximale en été ;
• humidité relative, nécessaire pour la définition des valeurs minimales et/ou maximales ;
• risques de condensation et dommages dus à l’humidité dans les structures et les systèmes (prise en compte des températures de surfaces et/ou des conditions de pression) ;
• régulation de l’humidité de l’air intérieur.

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Le tableau ci-dessous définit les pressions acoustiques admissibles que le système de ventilation ou de climatisation peut transmettre aux locaux.

Type de bâtiment	Type de local	Niveau de pression acoustique en dB(A)
		Plage type	Valeur par défaut
Résidentiel	salle de séjour	25-40	32
	chambre	20-35	26
Établissements dédiés aux enfants	écoles maternelles, crèches	30-45	40
Lieux publics	auditoriums	30-35	33
	bibliothèques	28-35	30
	cinémas	30-35	33
	tribunaux	30-40	35
	musées	28-35	30
Lieux commerciaux	magasins de détail	35-50	40
	grands magasins	40-50	45
	supermarchés	40-50	45
	grandes salles d’ordinateurs	40-60	50
	petites salles d’ordinateurs	40-50	45
Hôpitaux	couloirs	35-45	40
	salles d’opération	30-48	40
	salles de consultation	25-35	30
	chambre de nuit	20-35	30
	chambre de jour	25-40	30
Hôtels	accueil	35-45	40
	salles de réception	35-45	40
	chambres (pendant la nuit)	25-35	30
	chambres (pendant le jour)	30-40	35
Bureaux	petits bureaux	30-40	35
	salles de conférence	30-40	35
	bureaux paysagés	35-45	40
	bureaux compartimentés (cabines)	35-45	40
Restauration	cafétéria	35-50	40
	restaurants	35-50	45
	cuisines	40-60	55
Écoles	salles de classe	30-40	35
	couloirs	35-50	40
	gymnases	35-45	40
	salle des professeurs	30-40	35
Sport	stades couverts	35-50	45
	piscines	40-50	45
Général	toilettes	40-50	45
	vestiaires	40-50	45

Prise d’air

La norme définit certaines dispositions à respecter pour les prises d’air extérieures :

• Le placement préférentiel de la prise d’air est face aux vents dominants.
• Le dimensionnement de la prise d’air non protégée s’effectue sur base d’une vitesse d’air maximum de 2 m/s.
• Les principales distances à respecter par rapport à la prise d’air sont reprises dans le tableau suivant :

Exigences ISO	en [m]
Distance au sol.	1,5 x l’épaisseur de neige maximum
Distance min des sources polluantes (point de ramassage d’ordure, parking de plus de 3 voitures, …	8

Rejets d’air

La norme européenne ISO  définit certaines dispositions à respecter pour les rejets d’air vers l’extérieur.
Si une bouche de rejet d’air est disposée sur un mur, elle doit respecter les prescriptions suivantes :

• Les rejets d’air doivent se trouver à plus de 8 m d’un immeuble voisin.
• Les rejets d’air doivent se trouver à plus de 2 m d’une prise d’air neuf située sur le même mur et de préférence au-dessus de celle-ci.
• Le débit d’air par bouche ne peut dépasser 0,5  m³/s et la vitesse de l’air au droit de la bouche doit dépasser 5 m/s.

Distance entre prise et rejet d’air

Si une de ces conditions n’est pas respectée, les rejets d’air doivent être installés en toiture.

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Le choix et le dimensionnement des filtres sont fonction :

• du temps de fonctionnement;
• de la qualité de l’air à filtrer;
• de la qualité de l’air extérieur.

Le tableau ci-dessous reprend la classe des filtres suivant les critères de choix précédents :

Qualité de l’air intérieur	Qualité de l’air neuf
	air pur	poussière	Concentration très élevée
Élevée	F9	F7+F9	F5+GF*+F9
Moyenne	F8	F6+F8	F5+GF*+F9
Modérée	F7	F5+F7	F5+F7
Basse	F6	F5+F6	F5+F6
*GF : filtre à gaz.

Sans rentrer dans les détails, la chaîne de filtration se compose principalement d’un préfiltre destiné à protéger l’installation de préparation de l’air (batterie, ventilateur, …) et d’un filtre finisseur permettant, lui, de respecter la classe de filtration de la zone à ventiler. Idéalement, la norme propose de choisir pour le préfiltre la classe F7 et pour le filtre finisseur la classe F9.

Suivant le degré de pollution de l’air repris, la norme conseille de mettre en place une récupération de la chaleur extraite. Voici un tableau synthétisant le type de récupération possible si énergétiquement (dans le cas de grands débits et de longues périodes de fonctionnement) et économiquement cela peut se justifier :

Niveau de pollution de l’air repris	Recyclage de l’air repris	Utilisation de l’air transféré
Faible (bureau, couloir escalier, classes, …)	OUI	OUI
Modéré (magasins, vestiaire, … )	NON	OUI*
Elevé (WC, laboratoire, fumoirs, …)	NON	NON
Très élevé (Cuisine, locaux à déchets, …)	NON	NON
(*) vers des locaux de moindre classe de qualité de l’air (WC, garage, …)

Un niveau d’étanchéité du système correct permet de réduire les pertes énergétiques. De manière générale, on estime que le niveau de fuite du système ne doit pas dépasser 2% du débit d’air total de l’installation envisagée.

Étanchéité du bâtiment

Système de ventilation	Type de bâtiment	Taux de renouvellement [h-1]
Double flux (système D)	haut (>3 étages)	< 1 pour pression entre deux façades de 50 Pa.
	bas	< 2 pour pression entre deux façades de 50 Pa.

D’expérience, on peut réduire énormément la consommation énergétique en adaptant la ventilation aux besoins réels.
La ventilation peut être commandée de manière simple selon un marche/arrêt :

• par interrupteur manuel;
• par combinaison avec un interrupteur d’éclairage ;
• par une horloge;
• par un contact de fenêtre.

Suivant une demande variable des besoins dans les pièces d’occupations, les débits de ventilation peuvent être adaptés par :

• détecteurs de mouvement;
• compteurs;
• détecteurs de CO₂;
• détecteurs de gaz mélangés (COV);
• détecteur infrarouge.