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Le chauffage
La
production de chaleur pour le chauffage de bâtiments, également
en combinaison avec la production centrale d'eau chaude, a lieu par la
combustion de combustibles liquides, gazeux ou solides. La combustion
se fait dans des producteurs de chaleur centraux (chaudière ou
chaudière murale à gaz) ou dans des appareils de chauffage
individuels. La chaleur peut encore être produite par de l'électricité
ou des énergies alternatives telles que les pompes à chaleur,
l'énergie solaire, éolienne (vent) ou le biogaz.
La chaleur est transportée dans les conduites pour le chauffage
à eau chaude ou dans des canaux pour le chauffage à air
chaud en direction des locaux et transmises par des surfaces chauffantes
ou des bouches d'air. Pour le chauffage au moyen d'appareils individuels,
la production et l'émission de la chaleur ont lieu dans le local
où se situe l'appareil.
Le genre de chauffage le plus économique devrait être établi
par un spécialiste impartial. Les frais de construction et d'exploitation
sont déterminés par le genre de chauffage (chauffage en
continu ou non) et par les besoins en chaleur, qui dépendent du
climat, de la situation du bâtiment, du genre de construction, du
volume construit etc.
Economies
d'énergie
Mis à part les économies réalisées grâce
à l'isolation thermique de la construction, l'énergie peut
également être économisée par la production
de chaleur elle-même, à savoir par l'installation et le fonctionnement
du chauffage du bâtiment et d'un appartement:
Il s'agit surtout d'une meilleure utilisation du pouvoir chauffant effectivement
contenu dans un combustible et de l'adaptation exacte de la quantité
de chaleur produite et transmise par rapport aux besoins souvent changeants.
L'ouverture et la fermeture des fenêtres ne devraient servir qu'à
régler l'apport d'air frais et non la température des pièces.
Cette dernière dépend de différentes influences telles
la température de surface des murs, fenêtres, sols et plafonds.
La "bonne" température se situe entre 20 - 22 °C
pour le salon, autour de 16 °C pour les chambres à coucher,
salle d'eau 24 °C, chambres d'enfants 20 - 22 °C et pour les couloirs,
locaux de bricolage et de travail autour de 16 °C.
Les locaux de séjour sont souvent surchauffés. Baisser de
1 °C la température des locaux durant une période de
chauffage signifie des économies de combustible et ainsi des économies
de coûts d'env. 6 %!
Augmentation
du degré d'efficacité
Le degré d'efficacité d'une installation de chauffage
dépend du rapport utilisation/dépenses, de l'énergie
thermique utilisée par rapport à l'énergie dépensée
en combustible. Une utilisation complète, donc un degré
d'efficacité de 100 %, n'est techniquement pas possible, étant
donné qu'il y aura toujours une série de déperditions.
Mais ces dernières peuvent être notablement réduites
par des mesures adéquates.
Pertes
de transformation
Le combustible est un porteur d'énergie. Lors de sa combustion,
l'énergie chimique se transforme en énergie thermique. Cette
transformation n'est optimale que lorsque le combustible brûle entièrement.
Une fumée noire indique que ce n'est pas le cas. Les particules
noircissant sont celles qui ont brûlé partiellement ou pas
du tout. Elles contiennent de l'énergie qui n'a pas été
transformée en chaleur.
Une combustion complète demande certaines températures et
un apport bien déterminé en air de combustion. La combustion
n'est entière que lorsque le brûleur, la chaudière
et la cheminée sont correctement adaptés les uns aux autres.
Pertes
à l'arrêt
La puissance d'une installation de chauffage ne doit pas être
plus grande que celle calculée pour le besoin en chauffage nécessaire
lors des températures extérieures les plus basses.
Pertes
de distribution
Pour le chauffage central, c'est habituellement l'eau qui sert à
transporter la chaleur. Elle est réchauffée dans la chaudière
et envoyée par des conduites vers les radiateurs. Elle diffuse
alors la chaleur puis retourne à la chaudière pour être
réchauffée.
La chaleur est non seulement diffusée dans le radiateur, mais également
sur le chemin pour y arriver, à l'aller, et sur le chemin pour
y retourner, le retour. Ces pertes se nomment déperditions de distribution
ou déperditions de conduites. Elles doivent être limitées
par des mesures adéquates.
Les conduites présentant des surfaces ne diffusant que peu de chaleur,
l'isolation de la chaudière et des conduites de circulation, la
disposition des conduites de chauffage par le plus court chemin à
l'intérieur de l'immeuble (pas dans les murs extérieurs)
peuvent réduire les déperditions de chaleur. Les déperditions
de chaleur des conduites d'installations fonctionnant à basse température
ou de chaudières réglées selon la température
extérieure sont bien entendu moins élevées que pour
celles fonctionnant avec une température à l'aller constamment
élevée.
Régulation
de la température des locaux
La température des locaux devrait être maintenue au niveau
le plus régulier possible. Pour atteindre ce but, l'émission
régulière de chaleur par le radiateur n'est pas suffisante;
car à part cette chaleur, d'autres facteurs influencent la température:
la température extérieure, mais aussi le rayonnement du
soleil, le vent et les précipitations. Dans la pièce même,
il y a aussi des sources de chaleur: les personnes, les appareils électriques,
l'éclairage etc. Pour équilibrer ces influences sur la température,
la pose d'une installation de régulation est nécessaire.
Energies
de chauffage
Celui qui construit doit bien réfléchir au genre d'énergie
de chauffage qu'il va choisir. Car ce choix influencera non seulement
la rentabilité du futur fonctionnement mais aussi son projet de
construction.
Gaz
Un raccordement correspondant pour le bâtiment ainsi qu'une
conduite pour les gaz d'échappement sont nécessaires. Le
gaz n'a pas besoin de local citerne. Les prescriptions de la SSIGE ainsi
que les dispositions de l'Association des Etablissement d'Assurance incendie
(AEAI) doivent être respectées pour l'installation et l'éventuel
local chauffage.
Le gaz liquide demande une citerne pour le dépôt sur ou sous
terre.
Mazout
C'est l'énergie choisie pour notre modèle de construction.
Le local citerne et le local chauffage ont été prévus
au sous-sol (voir aussi chapitre 1). Ainsi on s'assure également
qu'aucun bruit de la soufflerie du brûleur ne parviendra dans les
locaux d'habitation.
Chauffage
électrique
Il peut être installé par pièce ou comme chauffage
central (avec des accumulateurs isolés très volumineux)
par des raccordements correspondants. Dans ce cas, on peut renoncer à
la cheminée.
Pompes
à chaleur
Elles nécessitent un local spécial pour être posées,
év. avec isolation phonique. Il existe aussi des appareils à
poser à l'extérieur.
Bois
Ce porteur d'énergie renouvelable vit une "nouvelle jeunesse"
pour des maisons familiales. La Confédération encourage
la combustion du bois dans le cadre de "Energie 2000", car le
bois est neutre en ce qui concerne le CO2. Le bois est utilisé
pour la combustion dans les cheminées ainsi que dans les poêle-cheminées
et des poêles à accumulation (poêles à catelles).
Chauffage
à distance
Il nécessite un raccordement du bâtiment en tant que
station de dérivation, qui transmet la chaleur au circuit de conduites.
Autres
énergies
L'énergie solaire et éolienne, le biogaz, la biomasse,
le charbon et le coke etc. nécessitent également des installations
techniques et de construction particulières.
Brûleurs
Dans un objet de construction, pour lequel le mazout servira de combustible,
un brûleur à mazout est évidemment nécessaire.
Mais ci-dessous quelques explications concernant les autres possibilités.
A part les brûleurs à mazout, il existe des brûleurs
à gaz ou mixtes, montés à l'aide d'une bride le plus
souvent à l'avant de la chaudière. La technologie des brûleurs
modernes a réussi à résoudre un problème majeur
: les anciens brûleurs pulvérisant le mazout et le mélangeant
à l'air n'obtenaient pas toujours des valeurs de combustion optimales.
Il en résultait de la suie qui se dépose sur les parois
de la chaudière et de l'énergie inutilisée s'échappant
par la cheminée. Pour remédier à cette situation,
on a tenu compte des enseignements de la technologie de l'espace lors
de la préparation du mélange de combustion. Un procédé
spécial transforme le mazout en gaz, ce qui permet une combustion
complète, sans suie, atteignant une exploitation encore jamais
atteinte de l'énergie et des valeurs très basses de substances
nocives (également pour d'anciennes chaudières).
L'application de cette technologie moderne permet de réduire la
consommati
on de mazout ainsi que l'émission de substances polluant l'air.
Il existe des brûleurs à gaz avec soufflerie ou sans (toujours
fournis par l'usine avec des chaudières spéciales). Ils
sont réglés par le spécialiste pour chaque genre
de gaz.
Les brûleurs mixtes servent à choix à la combustion
de mazout ou de gaz. Il est recommandé de prévoir une protection
phonique pour tous les brûleurs avec soufflerie.
Régulateur
de chauffage
La chaleur fournie à la pièce doit correspondre au besoin
nécessaire à maintenir une température confort agréable.
Un régulateur de chauffage est donc nécessaire. Il doit
tenir compte des facteurs extérieurs influençant l'installation
de chauffage et adapter la distribution du flux de chaleur en conséquence,
ceci pour obtenir un fonctionnement économique. En permettant des
adaptations, ce régulateur sera à même de répondre
aux voeux individuels en matière de température.
Les chauffages centraux seront équipés de systèmes
fonctionnant de manière autonome, réglant l'interruption
de l'apport de chaleur en fonction de différentes données
et de la température extérieure. Pour les chauffages au
sol, les installations peuvent être munies de systèmes régulant
l'apport en chaleur pour chaque pièce, selon les besoins.
Régulation
par sonde extérieure
Une sonde extérieure prend en compte la température
et év. d'autres influences comme le vent, puis indique au régulateur,
par rapport à ces données, quelles quantités de chaleur
doivent être produites pour maintenir la température de l'aller.
Régulation
de la température des pièces
Un sélecteur de température muni d'une sonde d'ambiance
indique au régulateur d'adapter automatiquement la température
intérieure aux valeurs choisies, en prenant en considération
les facteurs provenant de la pièce et influençant l'installation
(chaleur provenant des personnes, machines ou éclairages). Un réglage
électronique optimise toutes ces valeurs.
Le sélecteur de température permet de choisir une température
ambiante plus élevée ou plus basse, car suivant les circonstances,
les besoins individuels des personnes ne sont pas identiques.
Horloge/abaissement
nocturne
Durant la nuit ou pendant d'autres périodes déterminées,
p.ex. durant les vacances, la température de l'aller peut être
abaissée à l'aide d'une horloge. Un réglage par sonde
extérieure ou d'ambiance de la température de l'aller est
une condition de base. Les durées d'abaissement peuvent être
librement programmées. Les programmes journaliers peuvent être
transformés en programmes hebdomadaires par commutation.
Régulation
locale des radiateurs
Des vannes thermostatiques se chargent de régler automatiquement
la température ambiante, dépendante des intempéries,
du nombre de personnes ou de la situation de la pièce. Le radiateur
ne reçoit que la chaleur nécessaire à maintenir la
température réglée dans la pièce.
Les rideaux de jour et de nuit ne doivent pas recouvrir les thermostats
(accumulation de chaleur). Un dispositif spécial dans la fenêtre
(contact) déclenche le radiateur lors de l'ouverture des fenêtres,
pour empêcher de chauffer le jardin!
Radiateurs
Les radiateurs émettent la chaleur par leurs surfaces dans
la pièce à chauffer. Cette émission se fait soit
par rayonnement ou par convection dont les rapports sont différents
suivant la construction ou la température des surfaces chauffantes.
Le besoin en chaleur de la pièce à chauffer détermine
la grandeur de la surface chauffante, sa pose et disposition dans la pièce.
Le choix des radiateurs dépend de la rentabilité, l'utilisation
de la pièce, sa géométrie et la qualité de
la chaleur à fournir.
Prévoir un espace entre le radiateur et la fenêtre pour la
pose de rideaux, stores, stores à lamelles etc. lorsqu'ils doivent
descendre jusqu'au sol. Veiller à ce que les rideaux ne passent
pas devant le radiateur.
Les radiateurs dépendant d'un système fonctionnant à
basse température en relation avec une chaudière à
basse température, une pompe à chaleur ou un système
solaire, auront une surface chauffante correspondante.
Il existe des radiateurs, des radiateurs en fonte d'aluminium, des radiateurs
plats ou sous forme de plaques, des convecteurs, des convecteurs à
soufflerie, des radiateurs particuliers, les radiateurs de plinthes, des
parois chauffantes, des chauffages à linge et à linges de
toilette etc.
Habillages
des radiateurs
Comme les tablettes de fenêtres, ces derniers diminuent très
sensiblement la l'efficacité du chauffage, puisqu'ils compensent
le rayonnement de chaleur. Les surfaces, la forme, la structure et les
couleurs de ces habillages de radiateur sont accordés aux meubles
de la pièces. Ils doivent être facilement démontables
pour le nettoyage et permettre un accès facile aux vannes.
Niches
à radiateurs
Il est important que ces niches présentent le même coefficient
d'isolation thermique que le reste du mur extérieur - une isolation
supplémentaire est donc nécessaire à ces endroits
puisque l'épaisseur du mur est diminuée. Lorsqu'une isolation
suffisante n'est pas possible, renoncer à des niches et év.
utiliser des radiateurs plats, des convecteurs de sols etc. Des feuilles
métalliques avec isolation incorporée fixées sur
le mur derrière le radiateur offrent des avantages techniques par
la réflexion de la chaleur émise.
Les cheminées
Le constructeur de la cheminée intervient aussi durant le gros-oeuvre.
Il doit exécuter les conduits de fumée pour les installations
de chauffage (à combustibles solides, liquides ou gazeux) dans
les différents étages et pièces. Il programmera son
travail de manière à ne pas entraver celui du ferblantier
et du couvreur.
La cheminée est une construction très exigeante, conduisant
vers l'extérieur, en dessus du toit, les gaz de combustion produits
par les foyers.
Les conduits de fumée doivent aussi amener l'air frais nécessaire
à la combustion dans le local de chauffage. Bien que des déviations
soient possibles, les conduits de fumée seront verticaux, selon
les prescriptions de la police du feu. La section du conduit (rond ou
carré) est une dimension très importante, car le tirage
de la cheminée en dépend. Et ce même tirage détermine
le fonctionnement de toute évacuation des gaz d'échappement.
La section adaptée assure la pression nécessaire au bon
fonctionnement de l'installation de chauffage et de l'évacuation
des gaz sur le toit.
Le tirage dans le conduit (pression dans la cheminée) doit être
suffisant pour vaincre les résistances du producteur de chaleur,
celles de la partie de raccordement et du conduit même. La cheminée
doit donc bien "tirer". A ce sujet, voici quelques explications
techniques de la police du feu.
Technique
des cheminées
Les basses températures des gaz d'échappement de chaudières
modernes ont actuellement une grande incidence sur la protection de la
cheminée contre l'humidité et la dégradation. La
chaudière, le canal de raccordement et la cheminée seront
considérés comme une entité.
Protection
incendie
Les cheminées doivent répondre à deux exigences
primordiales de la protection incendie:
Aucun incendie ne doit être provoqué dans le bâtiment
par des gaz et un feu de suie dans la cheminée; le feu et la fumée
ne doivent pas se propager d'un étage à l'autre par la cheminée.
Une distance d'au moins 10 cm sera prévue depuis les surfaces extérieures
de la cheminée et la dalles en poutres de bois, les poutres de
toiture en bois et autres parties de la construction en matériaux
combustibles.
Lorsque de grandes surfaces d'élément de la construction
adjacent la cheminée, veiller à ce que l'espace soit en
plus bien ventilé. D'autres prescriptions sont applicables pour
les cheminées en acier.
Souches
La souche, à savoir la partie de la cheminée en dessus
du toit doit être stable et protégée des intempéries.
La cheminée sortira de la toiture de préférence à
proximité du faîte.
La partie libre de la cheminée sera ainsi courte, peu soumise à
la force du vent, aisément reprise par les parties de construction
voisine.
Protection contre les intempéries
Cette protection sur la partie extérieure de la cheminée
ne doit pas demander d'entretien. Un doublage ou un revêtement sont
envisageables.
Ils seront exécutés en briques de parement ou en clinker,
revêtement en fer blanc ou panneaux (panneaux de fibrociment, ardoise
etc). Les revêtements nécessitent une sous-construction assurant
l'aération, ils doivent être montés à une certaine
distance du canal de fumée.
Tous les matériaux se trouvant à moins d'un mètre
de la sortie de la cheminée auront des propriétés
anti-incendie. La couronnement de la cheminée sera fait d'une plaque
de béton ou de fibrociment inclinée vers l'extérieur.
Conduit de fumée
Les installations de combustion suivantes seront raccordées à
un canal individuel:
Les installations pour la combustion de matériaux liquides ou gazeux
d'une puissance supérieure à 70 kW; les installations fonctionnant
avec un foyer ouvert comme des cheminées de salon, poêle-cheminées
etc.; installations de combustion fonctionnant à basse pression.
Aucune autre installation de combustion ne peut habituellement être
raccordée au conduit de fumée du chauffage central. Les
canaux seront ainsi disposés pour que la sortie ne se trouve pas
à proximité de fenêtres ou de balcons.
Hauteur
des cheminées
Selon l'Association des Etablissements d'Assurance-Incendie (AEAI)
sont applicables les dimensions suivantes de la hauteur sur toit:
1 m pour des cheminées et conduits de gaz d'échappement
aboutissant sur une surface de toit (mesurée à angle droit
par rapport à la surface); 50 cm pour ceux aboutissant près
du faîte; 2 m pour ceux aboutissant sur un toit plat praticable.
Les prescriptions différentes d'un canton à l'autre basées
sur celles de l'Office fédéral pour la protection de l'environnement
(OFPE) doivent être respectées. C'est toujours les prescriptions
les plus sévères qui doivent être appliquées!
L'aménagement de la cheminée près du faîte
présente des avantages techniques et fonctionnels. Le tirage est
régulier, peu influencé par la direction du vent et les
gaz évacués dans l'atmosphère loin du bâtiment.
Une sortie de cheminée trop éloignée du faîte
ou pas assez haute provoque des odeurs désagréables ou des
dépôts de saletés sur le côté opposé
au vent. Il en est de même pour des cheminées trop basses
sur des toits plats.
Chaudières
à condensats (Chaudière à condensation)
Le développement des chaudières à condensats
(chaudières condensant les gaz ou chaudière à condensation)
a entraîné la conception de systèmes d'échappement
des gaz travaillant partiellement ou entièrement à de basse
pressions.
La pression d'extraction est assurée par un ventilateur, sans lequel
l'expulsion des gaz ne serait pas garantie. Pour des raisons de sécurité,
une conduite de surpression des gaz d'échappement doit toujours
être prévue dans un puits tel qu'une cheminée. C'est
elle qui garantit que les gaz sortant accidentellement de la conduite
d'échappement ne passent pas dans les locaux attenants mais soient
conduits vers le haut entre cette dernière et les parois intérieures
du canal.
Le passage du feu d'un étage à l'autre doit être exclu
de la même manière. L'évacuation des gaz d'une chaudière
à condensation est possible dans un canal insensible à l'humidité
(fonctionnant en sous-pression) ou dans une conduite des gaz (fonctionnant
en surpression ou év. en sous-pression)
Système
air/gaz d'échappement
Tout appareil de combustion a besoin d'air. Autrefois, ces installations
à l'intérieur des appartements recevaient l'air nécessaire
par les fenêtres fermant mal.
Les fenêtres et portes hermétiques posées actuellement
(voir aussi sous 20 "Fenêtres") augmentent l'importance
de cet apport d'air de combustion.
Les cheminées air/gaz (système air/gaz) permettent le fonctionnement
des installations de combustion de gaz ou d'appareils fonctionnant au
gaz dépendant de l'air. L'air de la combustion est amené
directement aux appareils de combustion de gaz de l'extérieur par
le système air/gaz. Les aménagements supplémentaires
d'amenée d'air et les ouvertures dans les portes ou murs pour créer
un mélange d'air sont devenus superflus.
L'air de combustion est amené à l'installation depuis le
haut de la cheminée dans la conduite d'air du système air/gaz.
Les gaz d'échappement sont évacués en dessus de la
cheminée. La conduite d'air et la cheminée sont intégrées
dans un seul élément de construction.
Au niveau de la souche, l'air et les gaz d'échappement seront séparés
afin qu'aucun gaz ne puisse pénétrer dans la conduite d'air.
Les appareils spéciaux à gaz sont raccordés par des
briques spéciales préfabriquées aux canaux d'air
et de gaz.
Socle
et souche de cheminée
La partie basse se nomme socle, la plus haute la souche de cheminée.
Cette dernière comprend le joint de dilatation pour le conduit
intérieur de la cheminée, une plaque et des tôles
de couverture. Le conduit intérieur de la cheminée doit
être exécuté avec des matériaux résistants
aux acides tels des chamottes, l'acier inox, du plastique, du verre, de
la céramique etc.
Le nettoyage ultérieur de la cheminée exige la pose de portillons
à suie ou de regards de révision. Dans le local chaufferie
se trouve encore l'évacuation d'eau au socle de la cheminée,
permettant au condensat de s'écouler. |
