EP2313696A1 - Procédé et dispositif de régulation de la température et de l'hygrométrie a l'intérieur d'un bâtiment - Google Patents

Procédé et dispositif de régulation de la température et de l'hygrométrie a l'intérieur d'un bâtiment

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EP2313696A1
EP2313696A1 EP09794008A EP09794008A EP2313696A1 EP 2313696 A1 EP2313696 A1 EP 2313696A1 EP 09794008 A EP09794008 A EP 09794008A EP 09794008 A EP09794008 A EP 09794008A EP 2313696 A1 EP2313696 A1 EP 2313696A1
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wall
walls
building
air
hygrometry
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EP09794008A
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Jean-Marie Gaillard
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/90—Passive houses; Double facade technology

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for regulating the temperature and hygrometry inside a building.
  • the present invention particularly relates to a method and a temperature control device for a building of this type, to further increase energy savings in heating and cooling the building and also to regulate the hygrometry inside the building.
  • the method according to the invention makes it possible to regulate the temperature in the building by taking into account, not only the temperature difference between the inside and the outside of the building, but also the hygrometry of the air inside.
  • the invention also for fixing the hygrometry of the air inside the building to improve the feeling of comfort of the building, both in summer and winter and while reducing the energy consumption required by the heating or air conditioning of the building.
  • the method according to the invention also consists in selecting the outer wall or walls in which outside air is circulated, according to their orientation and their sunshine and the different temperatures desired in the living areas. More specifically, the method according to the invention consists, in summer or in hot and dry weather, of circulating outside air with relatively low humidity in the space between the two walls of a wall to cool the wall porous interior of the wall by evaporation of its moisture, cool the air in the building that is in contact with this porous wall and decrease the hygrometry of this air in the building. It is thus possible to maintain the temperature and hygrometry of the air inside the building at optimal values of comfort, while consuming less energy than in the prior art.
  • the method according to the invention also consists, in winter or in cold and wet weather, in circulating cold outside air in the space between the two walls of a wall under conditions ensuring a warming of the inner wall of the wall. moisture condensation wall and an increase in the hygrometry of the air in the building in contact with this porous wall.
  • the gain provided by the invention on the energy consumption for the heating and cooling of a building is about 50 to 90% depending on the regions and the thickness of the inner wall, all other conditions being equal, this gain being due to the condensation and the absorption by the porous wall of a part of the moisture of the outside air which circulates on this porous wall, (case of heating) or evaporation part of the moisture of the porous wall (case of cooling).
  • the invention also proposes a device for regulating the temperature inside a building which comprises double-walled external walls and means of circulation of air taken outside in the space separating these two walls, characterized in that, the inner wall of the outer walls being a porous wall and their outer wall being a thermally insulating wall, this device comprises means for measuring or estimating the temperature and hygrometry of the air outside the building and their variations during the day and during the night during the seasons, means of calculation to determine, according to the real and external hygrometry and the desired ones inside the building and the capillarity and the thickness of the porous wall , the period or periods of the day or night in which outside air will be circulated between the two walls of the walls and the duration of that period or periods for keep the temperature and hygrometry desired in the building, the means of calculation being designed to control means for controlling the flow of outside air between the two walls of the building's external walls.
  • the aforementioned calculation means also include means for estimating a possible additional energy to be supplied to obtain the desired temperature in the building, these calculation means being designed to control corresponding means of heating or cooling in the building.
  • the air circulation means are controlled in summer or in hot and dry weather, to pass hot outside air between the two walls of an outer wall in conditions causing evaporation of moisture of the porous wall wall, a cooling of this wall and an absorption of moisture from the air in the building that is in contact with this porous wall.
  • the air circulation means are also controlled, in winter or in cold and wet weather, to pass cold air outside between the two walls of an outer wall in conditions causing a heating of the porous wall by condensation , an increase in the humidity of this wall and an increase in the hygrometry of the air which is in the building in contact with this porous wall.
  • thermal barriers are provided between the walls, the foundations and a ceiling under the roof, as well as around openings in the walls such as doors and windows.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a building according to the invention
  • FIG. 2 schematically shows a temperature control device according to the invention
  • FIG. 3 is a VERON diagram of the humid air making it possible to illustrate the operation of the invention.
  • FIG. 1 in which there is very schematically shown a building according to the invention, comprising outer walls 10, a roof 12 and one or floors 14.
  • the roof 12 and the floors 14 are designed to reduce as much as possible the heat losses which however represent at least 70% of the energy consumed for heating or cooling the building.
  • the main purpose of the invention is to reduce the annual energy consumption by at least 75%, thanks to the means that will be described below.
  • the outer walls 10 of the building have a double wall structure, comprising an inner wall
  • the microporous inner wall 16 can also be a carrier, as can the insulating outer wall 18.
  • the inner wall 16 may have a thickness of about 10 to 50 centimeters, the intermediate air gap 20 has a thickness of between 2 and
  • the outer insulating wall 18 has a thickness of about 5 to 15 centimeters.
  • the inner wall 16 has a permeable microporous structure with open capillaries generally having, in the context of the invention, diameters of between approximately 0.01 and 10 ⁇ m.
  • the distribution of the capillary diameters and the electrostatic surface potentials of the microporous wall allow the condensation and absorption of moisture by capillaries of small diameters, while the larger capillaries allow the diffusion of moisture in the wall. microporous.
  • This wall can be made of many materials, including plaster or terracotta (bricks), quarry stones, hemp mortar blocks, wood, etc.
  • the space between the walls 16 and 18 which constitutes the air space is a closed space in which it is possible to circulate outside air, either by natural convection or forced circulation by means of fans, and is equipped with air inlet and outlet means comprising normally closed valves or the like which are controlled by the control device according to the invention.
  • the outside air circulates in the space 20 by upward natural convection when its temperature is lower than that of the porous or downward wall when its temperature is higher than that of the porous wall.
  • the outer wall 18 is thermally insulating and is made of any suitable material.
  • Thermal barriers layers of thermally insulating material are installed between the walls 10 and the foundations, between these walls and a ceiling under the roof and around the openings of the walls (doors, windows, ...) to reduce and prevent as much as possible thermal exchanges in these areas.
  • the temperature control device is diagrammatically shown in FIG. 2 and essentially comprises microprocessor information processing means 24 and memories 26 which are designed to control, on the one hand, heating means 28 and for cooling the building, comprising, for example, a controlled mechanical ventilation unit with a reversible heat pump, and secondly means 30 for controlling means 32 for circulating outside air in the intermediate spaces 20 separating the walls 16 and 18 exterior walls of the building.
  • Sensors of a suitable type make it possible to measure the temperatures Ti and Te, the hygrometries ⁇ i and ⁇ e inside and outside the building and to apply corresponding signals, which will be compared with temperature setpoints Tc and hygrometry ⁇ c, means 22 for processing information.
  • Data corresponding to the diurnal and nocturnal variations of the temperature and hygrometry of the outside air and to their seasonal variations are recorded in the memories 26 of the processing means 22, as well as a calculation algorithm making it possible to select, in according to the needs and the external climatic conditions, the outer wall (s) of the building in which outside air will be circulated and the periods of the day and the night during which this circulation of outside air will take place so as to minimize the consumption of heating and cooling energy in the building, in particular by taking into account the needs and orientation of the external walls and their sunshine. For example, it is possible to circulate outside air during the hottest hours of the day to heat the building and during the coldest hours of the night to cool the building, depending on heat transfer.
  • Water transfers can extend the duration of heating and cooling by the combined action of evaporation or condensation of moisture.
  • the outside air circulating in the intermediate space 20 in contact with the porous wall 16 is naturally charged with moisture.
  • the porous wall 16 also contains moisture in the form of water bound in capillaries having diameters smaller than the diameter of condensation, water vapor mixed with dry air which occupies the empty spaces not filled with water. liquid of the porous wall, and bound water which is adsorbed by the constituents with hydrophilic properties of the porous wall.
  • the heat exchange between the moist outside air, the porous wall 16 and the air inside the building as well as the corresponding variations in humidity can be determined by means of the VERON wet air diagram shown in FIG.
  • the x-axis represents the temperature ts of the dry air
  • the y-axis on the right represents the absolute humidity of the air, in kg of water / kg of dry air
  • the curve This is the dew curve or saturation curve of moist air, corresponding to a hygrometry of 100% (hygrometry is the ratio of the partial pressure of the water vapor in the moist air and the pressure of saturation of the water vapor at the same temperature) and the dotted curves substantially homothetic to the curve C correspond to equilibrium curves for hygrometry of 90%, 80%, 70%, 60%, etc., as indicated.
  • constant vapor pressure cooling is represented by a line segment parallel to the abscissa axis and directed to the dew curve C.
  • Constant vapor pressure heating is likewise represented by a straight line segment. parallel to the abscissa axis and oriented in a direction opposite to the curve C.
  • the adiabatic humidifications of the air are represented by parallel curves Ha.
  • the air taken outside the building can, in summer or in hot and dry weather, have a temperature of 30 ° C (dry temperature) and a hygrometry of 35%, which corresponds to point A in the diagram of FIG. 3 and to an absolute humidity of approximately 0.011 kg of water / kg of dry air.
  • the air in contact with this wall moves from point A to point B in the diagram of FIG. 3, which corresponds to an absolute humidity of 0.014 kg of water / kg of dry air. .
  • the porous inner wall 16 is thus maintained at a temperature of about 19 ° C. with a hygrometry of 65% and an absolute humidity of 0.009 kg of water / kg of dry air, this absolute humidity also being that of the air inside the building in contact with the porous wall 16.
  • the circulation of outside air in the space 20 between the walls 16 and 18 makes it possible to reduce the temperature and humidity of the air inside the building and to ensure a good comfort in the building. , although the outside temperature is higher than the indoor temperature.
  • air taken outside the building can be at a dry air temperature of 11-12 ° C for example with a relative humidity of 100%, which corresponds in the diagram of Figure 3 at point D for which the absolute humidity is equal to 0.008 kg of water / kg of dry air.
  • the porous wall 16 will cool to the humid temperature of the outside air, which is about 10 ° C lower than the dry air temperature of this outside air, while absorbing some of the moisture from the air inside the building.

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Abstract

Procédé et dispositif de régulation de la température à l'intérieur d'un bâtiment, dont les murs comprennent une paroi microporeuse interne séparée d'une paroi thermiquement isolante externe par une lame d'air, le dispositif comprenant des moyens (22) de traitement de l'information pilotant des moyens (30) de commande de moyens (32) de circulation d'air extérieur entre les deux parois des murs du bâtiment pour, en fonction des conditions climatiques, réguler la température et l'hygrométrie dans le bâtiment par évaporation et condensation d'une partie de l'humidité de la paroi interne microporeuse des murs du bâtiment.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE REGULATION DE LA TEMPÉRATURE ET DE L'HYGROMÉTRIE A L'INTERIEUR D'UN BATIMENT
L'invention concerne un procédé et un dispositif de régulation de la température et de l'hygrométrie à l'intérieur d'un bâtiment.
Pour réduire la consommation d'énergie du chauffage et de la climatisation d'un bâtiment, on a cherché jusqu'à présent à limiter les pertes thermiques à travers le toit, les murs et les planchers du bâtiment, en combinaison avec l'utilisation de moyens de chauffage à énergie solaire, de pompes à chaleur et/ou d'autres types de moyens de chauffage ou de refroidissement économiques et/ou à énergie renouvelable.
On a en particulier proposé un nouveau type de bâtiment dont les murs extérieurs sont à double paroi, comprenant une paroi interne porteuse et une paroi externe thermiquement isolante qui sont séparées par un espace intermédiaire dans lequel on peut faire circuler de l'air prélevé à l'extérieur du bâtiment pour, à certains moments de la journée ou de la nuit, chauffer ou refroidir la paroi interne en fonction des besoins, en tenant également compte de l'orientation et de l'ensoleillement des murs concernés.
La présente invention a notamment pour objet un procédé et un dispositif de régulation de la température pour un bâtiment de ce type, permettant d'augmenter encore les économies d'énergie en matière de chauffage et de refroidissement du bâtiment et permettant également de réguler l'hygrométrie à l'intérieur du bâtiment.
Elle propose à cet effet un procédé de régulation de la température à l'intérieur d'un bâtiment dont les murs extérieurs comprennent deux parois séparées par un espace interne dans lequel on peut faire circuler de l'air prélevé à l'extérieur du bâtiment, caractérisé en ce que, la paroi interne des murs extérieurs étant microporeuse et leur paroi externe étant thermiquement isolante, il consiste : - à mesurer ou estimer la température de l'air extérieur et son hygrométrie, ainsi que leurs variations pendant la journée et pendant la nuit au cours des saisons ;
- et à déterminer les périodes du jour et de la nuit pendant lesquelles la circulation d'air extérieur entre les deux parois d'un mur peut au mieux refroidir ou réchauffer la paroi intérieure du mur en fonction des besoins, en tenant compte de l'hygrométrie de l'air extérieur, de l'hygrométrie de l'air au contact de la paroi poreuse à l'intérieur du bâtiment et des variations de température et d'humidité de la paroi poreuse. Le procédé selon l'invention permet de réguler la température dans le bâtiment en tenant compte, non seulement de la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur du bâtiment, mais aussi de l'hygrométrie de l'air à l'intérieur du bâtiment et de l'hygrométrie de l'air à l'extérieur du bâtiment, en utilisant les chaleurs latentes de vaporisation et de condensation de l'humidité de l'air extérieur et de l'humidité contenue dans la paroi poreuse des murs, l'invention permettant également de fixer l'hygrométrie de l'air à l'intérieur du bâtiment pour améliorer la sensation de confort du bâtiment, aussi bien en été qu'en hiver et cela tout en réduisant la consommation d'énergie nécessitée par le chauffage ou la climatisation du bâtiment.
Le procédé selon l'invention consiste également à sélectionner le ou les murs extérieurs dans lesquels on fait circuler de l'air extérieur, en fonction de leur orientation et de leur ensoleillement et des différentes températures souhaitées dans les zones d'habitation. De façon plus précise, le procédé selon l'invention consiste, en été ou par temps chaud et sec, à faire circuler de l'air extérieur à hygrométrie relativement faible dans l'espace entre les deux parois d'un mur pour refroidir la paroi interne poreuse du mur par évaporation de son humidité, refroidir l'air dans le bâtiment qui est au contact de cette paroi poreuse et diminuer l'hygrométrie de cet air dans le bâtiment. On peut ainsi maintenir la température et l'hygrométrie de l'air à l'intérieur du bâtiment à des valeurs optimales de confort, tout en consommant moins d'énergie que dans la technique antérieure.
Le procédé selon l'invention consiste également, en hiver ou par temps froid et humide, à faire circuler de l'air extérieur froid dans l'espace entre les deux parois d'un mur dans des conditions assurant un réchauffement de la paroi interne du mur par condensation d'humidité et une augmentation de l'hygrométrie de l'air dans le bâtiment en contact de cette paroi poreuse. De façon générale, le gain apporté par l'invention sur la consommation d'énergie pour le chauffage et le refroidissement d'un bâtiment est d'environ 50 à 90 % selon les régions et l'épaisseur de la paroi interne, toutes autres conditions étant égales par ailleurs, ce gain étant dû à la condensation et l'absorption par la paroi poreuse d'une partie de l'humidité de l'air extérieur qui circule sur cette paroi poreuse, (cas du chauffage) ou à l'évaporation d'une partie de l'humidité de la paroi poreuse (cas du refroidissement).
L'invention propose également un dispositif de régulation de la température à l'intérieur d'un bâtiment qui comprend des murs extérieurs à double paroi et des moyens de circulation d'air prélevé à l'extérieur dans l'espace séparant ces deux parois, caractérisé en ce que, la paroi interne des murs extérieurs étant une paroi poreuse et leur paroi externe étant une paroi thermiquement isolante, ce dispositif comprend des moyens pour mesurer ou estimer la température et l'hygrométrie de l'air extérieur au bâtiment ainsi que leurs variations pendant la journée et pendant la nuit au cours des saisons, des moyens de calcul pour déterminer, en fonction des et hygrométrie réelles extérieures et de celles souhaitées à l'intérieur du bâtiment et de la capillarité et de l'épaisseur de la paroi poreuse, la ou les périodes du jour ou de la nuit où l'on fera circuler de l'air extérieur entre les deux parois des murs et la durée de cette ou de ces périodes pour obtenir la température et l'hygrométrie souhaitées dans le bâtiment, les moyens de calcul étant conçus pour piloter des moyens de commande de la circulation d'air extérieur entre les deux parois des murs extérieurs du bâtiment.
Les moyens de calcul précités comprennent également des moyens d'estimation d'une éventuelle énergie additionnelle à fournir pour obtenir la température souhaitée dans le bâtiment, ces moyens de calcul étant conçus pour piloter des moyens correspondants de chauffage ou de refroidissement dans le bâtiment.
Dans ce dispositif, les moyens de circulation d'air sont commandés en été ou par temps chaud et sec, pour faire passer de l'air extérieur chaud entre les deux parois d'un mur extérieur dans des conditions provoquant une évaporation de l'humidité de la paroi poreuse du mur, un refroidissement de cette paroi et une absorption de l'humidité de l'air dans le bâtiment qui est au contact de cette paroi poreuse.
Les moyens de circulation d'air sont également commandés, en hiver ou par temps froid et humide, pour faire passer de l'air extérieur froid entre les deux parois d'un mur extérieur dans des conditions provoquant un réchauffement de la paroi poreuse par condensation, une augmentation de l'humidité de cette paroi et une augmentation de l'hygrométrie de l'air qui est dans le bâtiment au contact de cette paroi poreuse.
Il est avantageux par ailleurs que des barrières thermiques soient prévues entre les murs, les fondations et un plafond sous la toiture, ainsi qu'autour des ouvertures dans les murs telles que des portes et des fenêtres. La présence de la paroi poreuse dans les murs extérieurs d'un bâtiment, combinée à la présence d'une lame d'air entre cette paroi poreuse et une paroi externe thermiquement isolante, permet de réduire d'environ 75 % la consommation d'énergie nécessitée par le chauffage et le refroidissement du bâtiment par rapport à la technique antérieure, ce chauffage et ce refroidissement pouvant même être effectués sans consommer d'énergie lorsqu'on se trouve dans les conditions les plus favorables de température et d'humidité extérieures. On supprime également les risques de moisissure en empêchant que les faces des parois atteignent les températures de rosée.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un bâtiment selon l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement un dispositif de régulation de température selon l'invention ;
- la figure 3 est un diagramme de VÉRON de l'air humide permettant d'illustrer le fonctionnement de l'invention.
On se réfère d'abord à la figure 1 dans laquelle on a représenté très schématiquement un bâtiment selon l'invention, comprenant des murs extérieurs 10, une toiture 12 et un ou des planchers 14.
De façon très générale, dans la technique antérieure, les murs
10, la toiture 12 et les planchers 14 sont conçus pour réduire autant que possible les pertes thermiques qui représentent toutefois au moins 70 % de l'énergie consommée pour la chauffage ou le refroidissement du bâtiment. L'invention a essentiellement pour but de réduire la consommation d'énergie annuelle d'au moins 75 %, grâce aux moyens qui vont être décrits ci-dessous. Selon un premier aspect de l'invention, les murs extérieurs 10 du bâtiment ont une structure à double paroi, comprenant une paroi interne
16 microporeuse à l'humidité et imperméable à l'air, une paroi externe 18 thermiquement isolante et une lame d'air 20 séparant les deux parois 16 et
18. La paroi interne microporeuse 16 peut également être porteuse, de même que la paroi externe isolante 18. Dans un exemple non limitatif de réalisation de l'invention, la paroi interne 16 peut avoir une épaisseur d'environ 10 à 50 centimètres, la lame d'air intermédiaire 20 a une épaisseur comprise entre 2 et
5 centimètres et la paroi externe isolante 18 a une épaisseur de 5 à 15 centimètres environ.
La paroi interne 16 a une structure microporeuse perméable à capillaires ouverts ayant de façon générale, dans le cadre de l'invention, des diamètres compris entre 0,01 et 10 μm environ. La répartition des diamètres des capillaires et les potentiels électrostatiques de surface de la paroi microporeuse permettent la condensation et l'absorption d'humidité par les capillaires de faibles diamètres, tandis que les capillaires les plus gros permettent la diffusion de l'humidité dans la paroi microporeuse. Cette paroi peut être réalisée en de nombreux matériaux, notamment en plâtre ou en terre cuite (briques), en pierres de carrière, en blocs de mortier de chanvre, bois, etc
L'espace entre les parois 16 et 18 qui constitue la lame d'air est un espace fermé, dans lequel on peut faire circuler de l'air extérieur, soit par convection naturelle, soit en circulation forcée au moyen de ventilateurs, et est équipé de moyens d'entrée et de sortie d'air comportant des clapets ou analogues normalement fermés qui sont pilotés par le dispositif de régulation selon l'invention. L'air extérieur circule dans l'espace 20 par convection naturelle ascendante quand sa température est inférieure à celle de la paroi poreuse ou descendante quand sa température est supérieure à celle de la paroi poreuse. La paroi extérieure 18 est thermiquement isolante et est réalisée en tout matériau approprié. Des barrières thermiques (couches de matériau thermiquement isolant) sont installées entre les murs 10 et les fondations, entre ces murs et un plafond sous toiture et autour des ouvertures des murs (portes, fenêtres, ...) pour réduire et empêcher autant que possible les échanges thermiques dans ces zones. Le dispositif de régulation de température selon l'invention est schématiquement représenté en figure 2 et comprend essentiellement des moyens 22 de traitement de l'information à microprocesseur 24 et à mémoires 26 qui sont conçus pour piloter d'une part des moyens 28 de chauffage et de refroidissement du bâtiment, comprenant par exemple une unité de ventilation mécanique contrôlée à pompe à chaleur réversible, et d'autre part des moyens 30 de commande de moyens 32 de circulation d'air extérieur dans les espaces intermédiaires 20 séparant les parois 16 et 18 des murs extérieurs du bâtiment. Des capteurs d'un type approprié permettent de mesurer les températures Ti et Te, les hygrométries εi et εe à l'intérieur et à l'extérieur du bâtiment et d'appliquer des signaux correspondants, qui seront comparés à des consignes de température Tc et d'hygrométrie εc, aux moyens 22 de traitement de l'information.
Des données correspondant aux variations diurnes et nocturnes de la température et de l'hygrométrie de l'air extérieur et à leurs variations saisonnières sont enregistrées dans les mémoires 26 des moyens de traitement 22, ainsi qu'un algorithme de calcul permettant de sélectionner, en fonction des besoins et des conditions climatiques extérieures, le ou les murs extérieurs 10 du bâtiment dans lesquels on fera circuler de l'air extérieur et les périodes du jour et de la nuit pendant lesquelles cette circulation d'air extérieur aura lieu de façon à minimiser la consommation d'énergie de chauffage et de refroidissement dans le bâtiment, notamment en tenant compte des besoins et de l'orientation des murs extérieurs et de leur ensoleillement. On peut par exemple faire circuler de l'air extérieur pendant les heures les plus chaudes de la journée pour chauffer le bâtiment et pendant les heures les plus froides de la nuit pour refroidir le bâtiment, en fonction des transferts thermiques. Les transferts hydriques permettent d'allonger la durée de chauffage et de refroidissement par l'action conjuguée de l'évaporation ou de la condensation de l'humidité. L'air extérieur qui circule dans l'espace intermédiaire 20 au contact de la paroi poreuse 16 est naturellement chargé d'humidité. La paroi poreuse 16 contient également de l'humidité sous forme d'eau liée dans des capillaires ayant des diamètres inférieurs au diamètre de condensation, de vapeur d'eau mélangée à de l'air sec qui occupe les espaces vides non remplis d'eau liquide de la paroi poreuse, et d'eau liée qui est adsorbée par les constituants aux propriétés hydrophiles de la paroi poreuse.
Les échanges thermiques entre l'air extérieur humide, la paroi poreuse 16 et l'air à l'intérieur du bâtiment ainsi que les variations correspondantes d'humidité peuvent être déterminées au moyen du diagramme d'air humide de VÉRON représenté en figure 3.
Dans ce diagramme, l'axe des abscisses représente la température ts de l'air sec, l'axe des ordonnées à droite représente l'humidité absolue de l'air, en kg d'eau/kg d'air sec, la courbe C est la courbe de rosée ou courbe de saturation de l'air humide, correspondant à une hygrométrie de 100 % (l'hygrométrie étant le rapport de la pression partielle de la vapeur d'eau dans l'air humide et de la pression de saturation de la vapeur d'eau à la même température) et les courbes en pointillé sensiblement homothétiques à la courbe C correspondent à des courbes d'équilibre pour des hygrométries de 90 %, 80 %, 70 %, 60 %, etc., comme indiqué.
Dans ce diagramme, un refroidissement à pression de vapeur constante est représenté par un segment de droite parallèle à l'axe des abscisses et dirigé vers la courbe de rosée C. Un réchauffement à pression de vapeur constante est de même représenté par un segment de droite parallèle à l'axe des abscisses et orienté dans une direction opposée à la courbe C. Les humidifications adiabatiques de l'air sont représentées par des courbes parallèles Ha. L'air prélevé à l'extérieur du bâtiment peut, en été ou par temps chaud et sec, avoir une température de 30° C (température sèche) et une hygrométrie de 35 %, ce qui correspond au point A dans le diagramme de la figure 3 et à une humidité absolue d'environ 0,011 kg d'eau /kg d'air sec.
Si la paroi poreuse 16 est humide, l'air au contact de cette paroi se déplace du point A au point B sur le diagramme de la figure 3, qui correspond à une humidité absolue de 0,014 kg d'eau/kg d'air sec. L'air pourra absorber 0,014 - 0,009 = 0,005 kg d'eau/kg d'air sec, cette eau migrant par capillarité dans la paroi 16 vers la face balayée par l'air extérieur et s'évaporant en refroidissant la face extérieure de cette paroi à une température voisine de la température humide de l'air extérieur (soit environ 19°C pour une température d'air sec de 300C).
La paroi interne poreuse 16 est ainsi maintenue à une température d'environ 19°C avec une hygrométrie de 65% et une humidité absolue de 0,009 kg d'eau/kg d'air sec, cette humidité absolue étant aussi celle de l'air à l'intérieur du bâtiment en contact avec la paroi poreuse 16.
Dans ces conditions, la circulation d'air extérieur dans l'espace 20 entre les parois 16 et 18 permet de réduire la température et l'humidité de l'air à l'intérieur du bâtiment et d'assurer un bon confort dans le bâtiment, bien que la température extérieure soit supérieur à la température intérieure.
En hiver ou par temps froid et humide, l'air prélevé à l'extérieur du bâtiment peut être à une température d'air sec de 11-12°C par exemple avec une hygrométrie de 100 %, ce qui correspond dans le diagramme de la figure 3 au point D pour lequel l'humidité absolue est égale à 0,008 kg d'eau/kg d'air sec. Lorsque cet air extérieur circule dans l'espace intermédiaire 20 au contact de la paroi poreuse 16 dont la température est d'environ 200C avec une humidité relative de 60 % (point B' dans le diagramme de la figure 3), correspondant à une humidité absolue de 0,009kg d'eau/kg d'air sec, l'air passe du point D au point D' pour lequel l'humidité absolue est de 0,004kg d'eau/kg d'air sec et va condenser une quantité d'eau égale à 0,009 -0,004 = 0,005 kg d'eau/kg d'air sec dans la paroi 16 qui va être chauffée par la chaleur latente de condensation, l'eau condensée migrant par capillarité vers la face interne de la paroi 16 pour humidifier l'air à l'intérieur du bâtiment qui est au contact de cette paroi, en assurant ainsi un bon confort à l'intérieur du bâtiment. On peut donc, en fonction des caractéristiques de température et d'humidité de l'air externe, faire circuler celui-ci dans l'espace intermédiaire 20 pour chauffer ou refroidir le bâtiment tout en régulant l'hygrométrie de l'air dans le bâtiment. Si l'hygrométrie de l'air extérieur est faible, la paroi poreuse 16 se refroidira à la température humide de l'air extérieur, qui est inférieure d'environ 10° C à la température d'air sec de cet air extérieur, tout en absorbant une partie de l'humidité de l'air à l'intérieur du bâtiment.
Inversement, quand la température de l'air extérieur est plus basse et que son hygrométrie est plus importante, il sera possible de réchauffer la paroi poreuse 16 et d'augmenter l'hygrométrie dans le bâtiment, pour un meilleur confort.
Cela permet entre autres d'utiliser l'alternance jour/nuit pour réguler la température et l'hygrométrie dans un bâtiment en consommant un minimum d'énergie, voire sans consommer d'énergie lorsque les conditions les plus favorables de température et d'hygrométrie sont réunies, en fonction des saisons.
On peut aussi réaliser les murs internes porteurs du bâtiment ou murs de refend comme les murs externes et faire circuler de l'air extérieur dans leur espace intermédiaire dans les mêmes conditions que dans les murs externes, pour augmenter le chauffage ou le refroidissement et la régulation de l'hygrométrie dans le bâtiment.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de régulation de la température à l'intérieur d'un bâtiment dont les murs extérieurs (10) comprennent deux parois (16, 18) séparées par un espace intermédiaire (20) dans lequel on peut faire circuler de l'air prélevé à l'extérieur du bâtiment, caractérisé en ce que, la paroi intérieure (16) des murs extérieurs (10) étant microporeuse et leur paroi extérieure (18) étant thermiquement isolante, il consiste : - à mesurer ou estimer la température de l'air extérieur et son hygrométrie, ainsi que leurs variations pendant la journée et pendant la nuit au cours des saisons ; et à déterminer les périodes du jour et de la nuit pendant lesquelles la circulation d'air extérieur entre les deux parois (16, 18) d'un mur (10) peut au mieux refroidir ou réchauffer la paroi interne (16) du mur, en fonction des besoins, en tenant compte de l'hygrométrie de l'air extérieur et de celle de l'air dans le bâtiment au contact de la paroi microporeuse (16) et des variations de température et d'humidité de la paroi microporeuse.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il consiste également à sélectionner le ou les murs extérieurs (10) dans lesquels on fait circuler l'air extérieur, en fonction de leur orientation et de leur ensoleillement.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste, en été ou par temps chaud et sec, à faire circuler de l'air extérieur chaud à hygrométrie relativement faible dans l'espace (20) entre les deux parois (16, 18) pour refroidir la paroi microporeuse (16) par évaporation de son humidité, refroidir l'air dans le bâtiment qui est au contact de cette paroi poreuse et diminuer l'hygrométrie de cet air dans le bâtiment.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste, en hiver ou par temps froid et humide, à faire circuler de l'air extérieur froid dans l'espace (20) entre les deux parois (16, 18) dans des conditions assurant par condensation d'humidité un réchauffement de la paroi microporeuse (16) et une augmentation de l'hygrométrie de l'air dans le bâtiment qui est au contact de cette paroi microporeuse.
5. Dispositif de régulation de la température à l'intérieur d'un bâtiment comprenant des murs externes à double paroi (16, 18) et des moyens de circulation d'air extérieur entre les deux parois de ces murs, caractérisé en ce que la paroi interne (16) des murs extérieurs (10) est une paroi microporeuse et la paroi externe (18) une paroi thermiquement isolante et en ce que le dispositif de régulation comprend des moyens pour mesurer ou estimer la température de l'air extérieur et son hygrométrie ainsi que leurs variations pendant la journée et la nuit au cours des saisons, et des moyens (22) de calcul pour déterminer, en fonction des températures et de l'hygrométrie réelles et souhaitées à l'intérieur du bâtiment et de la capillarité de la paroi microporeuse, la ou les périodes du jour ou de la nuit où l'on fera circuler de l'air extérieur entre les deux parois (16, 18) des murs extérieurs et la durée de cette ou de ces périodes pour obtenir la température et l'hygrométrie souhaitées dans le bâtiment, et des moyens (30) de commande des moyens (32) de circulation d'air dans les murs extérieurs, ces moyens de commande étant pilotés par les moyens de calcul (22).
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend aussi des moyens de sélection des murs dans lesquels on fera circuler l'air extérieur, en fonction de leur orientation et de leur exposition au soleil.
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens de calcul comprennent des moyens d'estimation d'une éventuelle énergie additionnelle à fournir pour obtenir la température souhaitée dans le bâtiment, et des moyens (28) de chauffage ou de refroidissement pilotés par les moyens de calcul.
8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens de circulation d'air (32) sont commandés pour faire passer de l'air extérieur chaud entre les deux parois (16, 18) d'un mur extérieur dans des conditions provoquant une évaporation de l'humidité de la paroi microporeuse (16), un refroidissement de cette paroi et une absorption de l'humidité de l'air dans le bâtiment qui est au contact de la paroi microporeuse (16).
9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les moyens (32) de circulation d'air sont commandés pour faire passer de l'air extérieur froid entre les deux parois (16, 18) d'un mur (18) dans des conditions provoquant un réchauffement de la paroi microporeuse (16), par condensation d'humidité, et une augmentation de l'hygrométrie de l'air dans le bâtiment qui est au contact de la paroi microporeuse (16).
10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que des barrières thermiques sont installées entre les murs (10), les fondations et un plafond sous toiture ainsi qu'autour des ouvertures des murs.
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