Modélisation de Ventilation Naturelle
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Modélisation de Ventilation Naturelle |
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Deux approches différentes permettent de modéliser la ventilation naturelle et les infiltrations dans DesignBuilder, en fonction du paramètre de ventilation naturelle dans les options du modèle :
Vous pouvez choisir la ventilation naturelle planifiée si vous êtes en mesure d'estimer correctement le taux de ventilation naturelle ainsi que les infiltrations dans le bâtiment. Dans les cas où il est plus difficile de faire ces estimations, il sera préférable de laisser le logiciel faire les calculs de ces débits. Ventilation naturelle planifiée et infiltrations Les débits et plannings en ventilation Naturelle planifiée sont disponibles dans l'onglet CVC. Le débit est désactivé si la température de l'air tombe en dessous de la consigne de température pour la ventilation, paramètre défini sous l'en-tête contrôle d'ambiance dans l'onglet activité. Les infiltrations sont définies par un volume constant sous l'en-tête Étanchéité à l'air dans l'onglet Construction. Les flux d'air à travers les vitrages externes, les aérations et les portes sont inclus dans la valeur Air extérieur en Vol/h, fixé dans l'onglet CVC. Les flux d'air à travers les vitrages internes, les aérations et les portes sont modélisés en utilisant le concept de mélange, où des mêmes volumes d'air sont transférées d'une zone vers une autre et inversement. Le débit est directement proportionnel à la surface d'ouverture, si vous utilisez l'option du modèle Taux du flux d'air par surface d'ouverture. Ventilation naturelle calculée et inflitrations
Par défaut, la ventilation naturelle calculée est contrôlée selon un planning (onglet ouvertures sous l'en-tête Fonctionnement pour les fenêtres et les aérations) et selon une température de consigne de ventilation dans l'onglet activité.
Les données de fissures sous l'en-tête Étanchéité à l'air dans l'onglet construction sont utilisées pour calculer les infiltrations par EnergyPlus.
Remarque 1 : Utiliser l'option calculée augmente la complexité du modèle ainsi que le temps de simulation. Nous vous conseillons de simplifier votre modèle autant que possible en fonction des exigences de calcul. Par exemple si vous souhaitez analyser uniquement une période de simulation d'été d'un bâtiment ventilé naturellement, vous devez désactiver la modélisation de l'étanchéité à l'air si l'apport de chaleur par les infiltrations est une part faible du bilan global.
Remarque 2 : Dans la version 1 les flux calculés pour les fenêtres extérieures, les aérations, les portes, les trous et les fissures sont tous regroupés sous 'Air exterieure' dans l'écran des résultats de simulation.
Calculs Le taux de ventilation (q) à travers chaque ouverture et fissure est calculé en fonction de la différence de pression ainsi que des effets du vent :
q = C.(DP)n
Où : q est le débit d'air passant par l'ouverture. DP est la différence de pression pour l'ouverture/la fissure considérée. n est l'exposant d'écoulement variant entre 0,5 pour un flux turbulent et 1,0 pour un flux laminaire. C est le coefficient de débit, faisant référence à la taille de l'ouverture/la fissure. Ventilation par le vent Lorsque le vent heurte la surface d'un bâtiment rectangulaire, une pression positive est produite sur la face heurtée par le vent. Le flux se sépare aux arrêtes de la surface, résultant une région de pression négative sur le côté du bâtiment et une distribution de pression négative pour la façade sous le vent. La distribution de pression au niveau du toit varie en fonction de la pente - la pression pour la face contre le vent est négative pour les pentes de 30° et positive pour les pentes supérieures. La pression en chaque point de la surface peut être décrite par la formule suivante : Pw = 0.5 .rho. Cp . vz2
Où : Pw est la pression de la surface causée par le vent, rho est la densité de l'air, Cp est le coefficient de pression du vent pour une position donnée sur la surface vz est la vitesse moyenne du vent à l'altitude z.
Le coefficient de pression du vent Cp est fonction de la direction du vent, de sa position sur le bâtiment et de l'exposition de la façade sur laquelle arrive le vent. Des valeurs types pour des bâtiments subissant des variations plus ou moins grandes de l'intensité et de la direction du vent, sont données dans un guide de AICV publication A. Ces données sont également citées dans le guide CIBSE A. DesignBuilder utilise ces données pour alimenter la prédéfinition des coefficients de pressions et fournir des coefficients de pression par défaut convenable pour un usage basique de simulation d'un bâtiment n'ayant pas plus de 3 étages.
Pour plus de détails, ou pour les bâtiments ayant plus de 3 étages, vous devez indiquez des coefficients de pressions spécifiques, obtenus à partir d'une analyse CFD ou de mesures directes, pour chaque surface sous l'en-tête Coefficients de pression dans l'onglet Ouvertures. Exclure la ventilation par le vent Si vous souhaitez réaliser des calculs prenant en compte des hypothèses conservatives, il sera préférable d'exclure (ou réduire) les effets du vent en ventilation naturelle calculée. Pour exclure ce type de ventilation dû au vent, indiquez un facteur de vent à 0. Pour un traitement complet des effets du vent, mettez 1, et pour un traitement intermédiaire choisissez un nombre entre 0 et 1. Limites DesignBuilder utilise la méthode Airflow Network d'EnergyPlus pour calculer les débits d'air. Prenez garde, car les simulations utilisant un calcul Airflow Network peuvent prendre beaucoup plus longtemps qu'une simulation équivalente en ventilation naturelle planifiée. Modulation Vous pouvez moduler la taille des ouvertures pour réduire les fortes variations de températures qui ont lieu lorsque les ouvertures sont trop ouvertes, spécialement lorsque la différence de température intérieure-extérieure est importante. Utilisez le paramètre de modulation dans l'onglet avancé des Options du Modèle pour contrôle ce paramètre. Par défaut la modulation est activée et la taille des ouvertures est réduite de 5% lorsque la température extérieure est de 15°C ou plus froid qu'à l'intérieure. Ceci modélise le fait que les occupants ne laissent pas les fenêtres trop ouvertes lorsqu'il fait froid dehors. Modélisation de l'étanchéité à l'air Lorsque la ventilation naturelle calculée est activée, DesignBuilder inclus des fissures pour chaque surface afin de tenir compte des infiltrations. La taille et les propriétés de la fissure dépendent du curseur de l'étanchéité à l'air.
Conseil: Les effets de l'étanchéité à l'air pour certains types de bâtiment et de calculs peuvent être diminués afin de réduire le temps de simulation en mode ventilation naturelle calculée. Pour cela désactiver les infiltrations en décochant la case Modéliser les infiltrations pour les zones du bâtiment où vous pouvez vous permettre de ne pas modéliser les infiltrations. Par exemple désactivez là pour les blocs de toiture (et dessinez quelques aérations ou trous pour la ventilation des combles) ou désactivez là pour tout le bâtiment pour vos simulations estivales, où les infiltrations n'auront pratiquement pas d'effet par rapport au flux d'air entrant naturellement par les fenêtres, les aérations, les trous et les portes. Curseur Étanchéité à l'air Le curseur glissant de l'étanchéité à l'air permet de choisir la prédéfinition de fissure à appliquer :
Voir également Mode hybride. Détails techniques Plus de détails techniques sur l'utilisation du Airflow Network d'EnergyPlus sont disponibles à l'adresse suivante : |
