FR3041083B1 - Systeme d'amelioration des performances energetiques d'un batiment et procede de renovation d'un batiment correspondant - Google Patents

Systeme d'amelioration des performances energetiques d'un batiment et procede de renovation d'un batiment correspondant Download PDF

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Abstract

L'invention porte principalement sur un système (10) d'amélioration des performances énergétiques d'un bâtiment (11), caractérisé en ce qu'il comporte: - un premier circuit d'air (13) destiné à être positionné à l'extérieur dudit bâtiment (11) du côté d'une première façade (14), - un deuxième circuit d'air (15) destiné à être positionné à l'extérieur dudit bâtiment (11) du côté d'une deuxième façade (16), et - un dispositif de régulation (20) apte à mettre sélectivement en communication notamment ledit premier circuit d'air (13) ou ledit deuxième circuit d'air (15) ou lesdits deux circuits d'air (13, 15) avec un circuit de distribution d'air interne (18) audit bâtiment (11) en fonction notamment d'une température externe et de températures mesurées à l'intérieur dudit premier et dudit deuxième circuits d'air (13, 15).

Description

SYSTEME D'AMELIORATION DES PERFORMANCES ENERGETIQUES D'UN BÂTIMENT ET PROCEDE DE RENOVATION D'UN BÂTIMENT CORRESPONDANT
[01] L'invention porte sur un système d'amélioration des performances énergétiques et sanitaires d'un bâtiment existant ainsi que sur le procédé de rénovation d'un bâtiment correspondant.
[02] L'amélioration des performances énergétiques des bâtiments anciens mal isolés thermiquement est relativement complexe à réaliser compte tenu de l'absence d'espace prévu pour l'intégration de réseaux de circulation d'air classiquement utilisés dans les installations pour Bâtiment à Basse Consommation (BBC), tels que des réseaux à double flux.
[03] En outre, lors de la rénovation, il est nécessaire de veiller à conserver les hauteurs disponibles sous plafond afin de conserver le volume des différentes pièces et permettre l'accès à la lumière. Cela limite donc la possibilité de création de sous-plafond dans le bâtiment.
[04] L'invention vise donc à améliorer les performances énergétiques d'un bâtiment existant tout en limitant au maximum les modifications structurelles internes du bâtiment.
[05] A cet effet, l'invention propose un système d'amélioration des performances énergétiques et sanitaires d'un bâtiment existant, caractérisé en ce qu'il comporte: - un premier circuit d'air destiné à être positionné à l'extérieur dudit bâtiment du côté d'une première façade, - un deuxième circuit d'air destiné à être positionné à l'extérieur dudit bâtiment du côté d'une deuxième façade, et - un dispositif de régulation apte à mettre sélectivement en communication notamment ledit premier circuit d'air ou ledit deuxième circuit d'air ou lesdits deux circuits d'air avec un circuit de distribution d'air interne audit bâtiment en fonction notamment d'une température externe et de températures mesurées à l'intérieur dudit premier et dudit deuxième circuit d'air.
[06] Selon une réalisation, ledit système comporte un ventilateur situé en position haute dudit bâtiment en sorte que l'air est aspiré pour être introduit en surpression dans ledit circuit de distribution interne.
[07] Selon une réalisation, lesdits premier et deuxième circuits d'air comportent chacun une pluralité de gaines verticales reliées à un collecteur horizontal situé au niveau d'une toiture dudit bâtiment, lequel est en communication avec ledit circuit de distribution interne via ledit dispositif de régulation.
[08] Selon une réalisation, lesdites gaines sont configurées pour assurer une conduction thermique importante. On optimise ainsi la récupération des calories à l'intérieur des circuits d'air.
[09] Selon une réalisation, lesdites gaines s'étendent le long de meneaux longitudinaux dudit bâtiment.
[010] Selon une réalisation, lesdites gaines sont formées par deux lames parallèles s'étendant en saillies par rapport à un panneau d'isolation délimitant un espace fermé par un capot.
[011] Selon une réalisation, une entrée d'air directe est également prévue dans ledit bâtiment existant.
[012] Selon une réalisation, ledit dispositif de régulation comporte un ensemble de clapets et un ensemble de sondes de températures pour déterminer une température extérieure et intérieure dudit bâtiment ainsi que des températures à l'intérieur dudit premier et dudit deuxième circuits d'air.
[013] L'invention a également pour objet un procédé de rénovation d'un bâtiment existant pour en améliorer les performances thermiques, caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape de mise en place d'un premier circuit d'air extérieur audit bâtiment du côté d'une première façade, - une étape de mise en place d'un deuxième circuit d'air positionné du côté d'une deuxième façade, et - une étape d'installation d'un dispositif de régulation apte à mettre sélectivement en communication ledit premier circuit d'air ou ledit deuxième circuit d'air ou lesdits deux circuits d'air ou le cas échéant directement l’air extérieur avec un circuit de distribution d'air interne audit bâtiment en fonction d'une température externe et de températures mesurées à l'intérieur dudit premier et dudit deuxième circuit d'air.
[014] L’ invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
[015] La figure 1 est une vue en perspective d’un système d'amélioration des performances énergétiques d'un bâtiment selon la présente invention; [016] La figure 2 est une vue schématique détaillée du dispositif de régulation appartenant au système d'amélioration des performances énergétiques selon la présente invention; [017] Les figures 3a à 3c illustrent le fonctionnement du système d'amélioration des performances énergétiques d'un bâtiment selon la présente invention en fonction des saisons; [018] Les figures 4a à 4c sont des courbes illustrant le gain thermique pouvant être obtenu lors d'un fonctionnement hivernal grâce au système selon la présente invention pour un cas précis; [019] La figure 5 est une vue en coupe transversale illustrant un mode de réalisation particulier des gaines d'un circuit d'air appartenant au système d'amélioration des performances thermiques selon la présente invention.
[020] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
[021] La figure 1 montre un système 10 d'amélioration des performances énergétiques d'un bâtiment 11 selon la présente invention. Ce système 10 comporte un premier circuit d'air 13 positionné à l'extérieur au bâtiment 11 du côté d'une première façade 14 par exemple située du côté Est, ainsi qu'un deuxième circuit d'air 15 positionné à l'extérieur du bâtiment 11 du côté d'une deuxième façade 16, par exemple située du côté Ouest.
[022] Le premier circuit d'air 13 et le deuxième circuit d'air 15 rapportés sont formés chacun par une pluralité de gaines verticales 5 reliées à un collecteur horizontal 7 situé au niveau de la toiture. Le collecteur 7 est mis en communication avec un circuit de distribution 18 interne d'air via un dispositif de régulation 20 décrit plus en détails ci-après. Le circuit de distribution 18 pourra comporter de façon connue en soi un ensemble de conduits munis de piquages permettant d'acheminer l'air aux différents niveaux du bâtiment 11.
[023] On prévoit également de préférence une entrée d'air directe 17 sur le toit du bâtiment 11, ainsi qu'un ventilateur 25 configuré de telle façon que l'air puisse être aspiré depuis les extrémités basses des gaines 5 et/ou depuis l'entrée d'air 17 pour être introduit en surpression dans le circuit de distribution interne 18.
[024] Le dispositif de régulation 20 est apte à mettre sélectivement en communication le premier 13 ou le deuxième 15 circuit d'air ou l'entrée d'air directe 17 ou plusieurs d'entre eux (deux parmi les trois ou les trois) avec le circuit de distribution 18 d'air interne au bâtiment 11 en fonction d'une température externe et de températures mesurées à l'intérieur du premier 13 et du deuxième 15 circuits d'air rapportés.
[025] A cet effet, comme on peut le voir sur la figure 2, le dispositif de régulation 20 comporte des sondes de température 201, 202, 203 positionnées respectivement à l'intérieur du premier et du deuxième circuit d'air 13, 15, ainsi qu'à l'extérieur et à I ‘intérieur du bâtiment 11. Le dispositif de régulation 20 comporte en outre un ensemble de clapets 301, 302, 303 formé d'un premier clapet 301 apte à autoriser ou bloquer le passage de l'air entre le premier circuit d'air 13 et le circuit de distribution interne 18, un deuxième clapet 302 apte à autoriser ou bloquer le passage de l'air entre le deuxième circuit d'air 15 et le circuit de distribution interne 18, et un troisième clapet 303 apte à autoriser ou bloquer le passage de l'air entre l’entrée d’air 17 et le circuit de distribution interne 18. Une unité de contrôle 30 assure la commande de l'ouverture et la fermeture des différents clapets 301,302, 303 en fonction notamment des signaux de température reçus par les différentes sondes 201,202, 203 de température.
[026] On décrit ci-après en référence avec les figures 3a à 3c, le fonctionnement du dispositif de régulation 20 en fonction des saisons. L'exemple indiqué ci-après n'est toutefois pas limitatif et est susceptible d’évoluer en fonction du projet et notamment de l'orientation du bâtiment 11 et de ses besoins énergétiques.
[027] Dans le cadre d'un fonctionnement hivernal, le dispositif de régulation 20 est configuré pour que l'air provenant du circuit d'air 13, 15 le plus chaud soit soufflé à l'intérieur du bâtiment 11.
[028] Ainsi, dans le cas des matins d'hiver pour lesquels la température la plus élevée est retournée par le capteur 201 situé dans le premier circuit d'air 13 de la façade Est, l'unité de contrôle 30 commande la fermeture des clapets 302, 303 associés respectivement au deuxième circuit d'air 15 s'étendant en façade Ouest 16 et à l'entrée d'air directe 17, ainsi que l'ouverture du clapet 301 associé au premier circuit d'air 13 (cf. figure 3a). L'air peut alors être aspiré via l'extrémité basse des gaines 5 du premier circuit d'air 13 pour être introduit, après avoir emmagasiné des calories provenant du soleil lors de son chemin le long des gaines 5, dans le circuit d'air de distribution interne 18 du bâtiment 11. Le sens de circulation de l'air est indiqué sur les figures par les flèches F.
[029] Dans le cas des après-midi d'hiver pour lesquels la température la plus élevée est retournée par la sonde 202 se situant dans le circuit d'air 15 de la façade Ouest, l'unité de contrôle 30 commande la fermeture des clapets 301, 303 associés respectivement au premier circuit d'air 13 s'étendant en façade Est 14 et à l'entrée d'air directe 17, ainsi que l'ouverture du clapet 302 associé au deuxième circuit d'air 15. L'air peut alors être aspiré via l'extrémité basse des gaines 5 du deuxième circuit 15 pour être introduit, après avoir emmagasiné des calories provenant du soleil lors de son chemin le long des gaines, dans le circuit de distribution interne 18 du bâtiment 11.
[030] On peut ainsi obtenir à l'intérieur du bâtiment 11 une température optimisée (cf. courbe T3 de la figure 4c) correspondant à la combinaison des maximum de températures mesurées à l'intérieur du premier 13 et du deuxième 15 circuit d'air (cf. respectivement courbes T1 et T2 des figures 4a et 4b). On met ainsi en évidence que l'élévation de température dans les gaines 5 des circuits d'air 13 et 15 permet d'obtenir un gain de l'ordre de 17% sur les besoins en chaleur (cf. écart avec la température extérieure Text).
[031] Pour un fonctionnement de mi-saison, le dispositif de régulation 20 est configuré pour que l'air provenant du circuit d'air 13, 15 ou de l'entrée d'air 17 ayant une température optimale soit soufflé à l'intérieur du bâtiment 11. La température optimale pourra être définie par une température située dans une plage de valeur prédéterminée stockée dans une mémoire de l'unité de contrôle 30. Ainsi, comme cela est illustré par la figure 3b, dans le cas où la température extérieure est optimale, l'unité de contrôle 30 commande la fermeture des clapets 301, 302 associés respectivement au premier 13 et au deuxième 15 circuit d'air, ainsi que l'ouverture du clapet associé 303 à l'entrée d'air directe 17.
[032] Pour un fonctionnement estival, le dispositif de régulation 20 est configuré pour que l'air provenant du circuit 13, 15 le plus froid soit soufflé à l'intérieur du bâtiment 11. Ainsi, comme cela est illustré par la figure 3c, dans le cas où la température la plus faible est retournée par la sonde 202 se situant dans le circuit d'air 15 de la façade Ouest 16 (par exemple le matin), l'unité de contrôle 30 commande la fermeture des clapets 301,303 associés respectivement au premier circuit d'air 13 et à l'entrée d'air directe 17, ainsi que l'ouverture du clapet 302 associé au deuxième circuit d'air 15.
[033] Dans un mode de réalisation particulier illustré par la figure 5, les gaines 5 verticales des circuits d'air s'étendent le long de meneaux longitudinaux 4. De préférence, des matériaux d'isolation 6 sont positionnés autour de chaque meneau 4 ainsi qu'entre chaque gaine 5 et le meneau 4 correspondant. Les gaines 5 pourront être réalisées à partir de deux lames parallèles 51 s'étendant en saillies par rapport à un panneau d'isolation 8 délimitant un espace qui est fermé par un capot 50.
[034] Avantageusement, afin d'optimiser la récupération des calories à l'intérieur des circuits d'air 13, 15, les gaines 5 sont configurées pour assurer une conduction thermique. Les gaines 5 pourront ainsi être de couleur noire et réalisées si besoin dans un matériau métallique.
[035] Les panneaux d'isolation 6 positionnés contre les façades 14, 16 sont par exemple constitués chacun par un isolant. On observe qu'il n'y a pas de mise en communication entre les gaines 5 verticales et les différents niveaux des façades 14, 16. La référence 8 correspond à un double vitrage.
[036] L'invention porte également sur un procédé de rénovation d'un bâtiment 11 existant pour en améliorer les performances thermiques et sanitaires. Suivant ce procédé, le premier 13 et le deuxième 15 circuits d'air sont mis en place respectivement du côté d'une première façade 14 et du côté d'une deuxième façade 16 de préférence opposée à la première façade 14.
[037] On installe également le dispositif de régulation 20 apte à mettre sélectivement en communication le premier 13 ou le deuxième circuit d'air 15 ou l'entrée d'air directe 17 ou plusieurs d'entre eux avec le circuit de distribution d'air interne 18 en fonction d'une température externe et de températures mesurées à l'intérieur du premier 13 et du deuxième 15 circuits d'air rapportés.
[038] Préalablement à ces étapes, il sera possible d'installer un panneau d'isolation 6 contre les façades 14, 16. Si dans le bâtiment 11 d'origine les vitres étaient positionnées du côté de la face des meneaux 4 tournée vers l'intérieur du bâtiment 11, il sera possible de réaliser les panneaux d'isolation 6 et de positionner le double vitrage 8 du côté de la face des meneaux 4 tournée vers l'extérieur du bâtiment rénové 11. En outre, il sera également possible de réaliser des coffrages 9 de part et d'autre des meneaux 4. Un isolant 6 pourra alors être positionné entre les coffrages 9 et le meneau correspondant 4. Un matériau isolant 6 pourra également être positionné entre le meneau 4 et la gaine correspondante 5. Dans ce cas, l'isolant 6 pourra s'étendre dans l'épaisseur du panneau d'isolation 8.
[039] En variante, il serait possible de se passer de l'entrée d'air directe 17.
[040] Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système (10) d'amélioration des performances énergétiques d'un bâtiment (11) existant, caractérisé en ce qu'il comporte: - un premier circuit d'air (13) destiné à être positionné à l'extérieur dudit bâtiment (11) du côté d'une première façade (14), - un deuxième circuit d'air (15) destiné à être positionné à l'extérieur dudit bâtiment (11) du côté d'une deuxième façade (16), et - un dispositif de régulation (20) apte à mettre sélectivement en communication notamment ledit premier circuit d'air (13) ou ledit deuxième circuit d'air (15) ou lesdits deux circuits d'air (13, 15) avec un circuit de distribution d'air interne (18) audit bâtiment (11) en fonction notamment d'une température externe et de températures mesurées à l'intérieur dudit premier et dudit deuxième circuits d'air (13, 15), - lesdits premier et deuxième circuits d'air (13, 15) comportant chacun une pluralité de gaines verticales (5) reliées à un collecteur horizontal (7) situé au niveau d'une toiture dudit bâtiment (11), lequel est en communication avec ledit circuit de distribution interne (18) via ledit dispositif de régulation (20).
  2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un ventilateur (25) situé en position haute dudit bâtiment (11) en sorte que l'air est aspiré pour être . introduit en surpression dans ledit circuit de distribution interne (18).
  3. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites gaines (5) sont configurées pour assurer une conduction thermique.
  4. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites gaines (5) sont de couleur noire.
  5. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites gaines (5) s'étendent le long de meneaux longitudinaux (4) dudit bâtiment (11).
  6. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites gaines (5) sont formées par deux lames parallèles (51) s'étendant en saillies par rapport à un panneau d'isolation (8) délimitant un espace fermé par un capot (50).
  7. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une entrée d'air directe (17) est également prévue dans ledit bâtiment existant (11).
  8. 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit dispositif de régulation (20) comporte un ensemble de clapets (301, 302, 303) et un ensemble de sondes de températures (201, 202, 203) pour déterminer une température extérieure et intérieure dudit bâtiment existant (11) ainsi que des températures à l'intérieur dudit premier (13) et dudit deuxième (15) circuits d'air.
  9. 9. Procédé de rénovation d'un bâtiment (11) existant pour en améliorer les performances thermiques, caractérisé en ce qu'il comporte: - une étape de mise en place d'un premier circuit d'air (13) extérieur audit bâtiment (11) du côté d'une première façade (14), - une étape de mise en place d'un deuxième circuit d'air (15) positionné du côté d'une deuxième façade (16), et - une étape d'installation d'un dispositif de régulation (20) apte à mettre sélectivement en communication ledit premier circuit d'air (13) ou ledit deuxième circuit d'air (15) ou lesdits deux circuits d'air (13, 15) avec un circuit de distribution d'air interne (18) audit bâtiment (11) en fonction d'une température externe et de températures mesurées à l'intérieur dudit premier (13) et dudit deuxième (15) circuit d'air, - lesdits premier et deuxième circuits d'air (13, 15) comportant chacun une pluralité de gaines verticales (5) reliées à un collecteur horizontal (7) situé au niveau d'une toiture dudit bâtiment (11), lequel est en communication avec ledit circuit de distribution interne (18) via ledit dispositif de régulation (20).
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