Gaines de soufflage à buses en milieu scolaire

Gaines de soufflage à buses en milieu scolaire : distribution d’air efficace pour des salles de classe à charge variable

Pour les écoles, le choix du principe de soufflage ne se limite donc pas à satisfaire un débit d’air de dimensionnement. L’air doit aussi être distribué efficacement là où se trouvent les élèves et les enseignants. Les gaines de soufflage à buses Repus sont conçues pour répartir l’air soufflé sur une grande partie de la pièce et peuvent être adaptées à des débits d’air constants comme variables.

Les salles de classe nécessitent une ventilation efficace en cas de charge élevée comme faible

Une salle de classe peut être pleine pendant un cours et presque vide au cours suivant. Parallèlement, les élèves, les enseignants, l’éclairage et les équipements techniques contribuent à la fois à la chaleur et aux polluants dans l’air intérieur.

Le système de ventilation doit donc répondre à plusieurs exigences simultanément :

apporter suffisamment d’air frais dans la zone occupée
évacuer l’excès de chaleur
limiter le risque de courants d’air
assurer un bon fonctionnement avec des débits d’air variables
limiter la perte de charge, le niveau sonore et la consommation d’énergie

Il ne suffit pas toujours d’augmenter le débit d’air. La manière dont l’air soufflé est introduit et diffusé dans la pièce a une grande importance pour l’efficacité réelle de la ventilation.

Qu’est-ce que la ventilation par jets d’air confluents ?

La ventilation par jets d’air confluents, en anglais confluent jets ventilation ou CJV, repose sur le placement d’un grand nombre de petits jets d’air à proximité les uns des autres. Lorsque les jets sortent des buses, ils interagissent et forment un flux d’air commun.

Le principe combine des caractéristiques de la ventilation par mélange et de la ventilation stratifiée. Selon la conception du diffuseur, le débit d’air, la température de l’air soufflé et la charge thermique de la pièce, la distribution d’air peut être adaptée aux conditions de la zone occupée.

Dans une gaine de soufflage à buses, l’air soufflé est distribué par de nombreuses buses le long de la surface de la gaine. Cela permet de diffuser l’air sur une grande partie de la pièce au lieu de concentrer l’ensemble du débit d’air sur quelques diffuseurs de soufflage traditionnels.

Recherche sur les jets d’air confluents en salle de classe

Dans l’étude scientifique On the Ventilation Performance of Low Momentum Confluent Jets Supply Device in a Classroom, Harald Andersson, Alan Kabanshi, Mathias Cehlin et Bahram Moshfegh ont étudié trois diffuseurs de soufflage différents basés sur des jets d’air confluents.

L’étude a été menée en environnement de salle de classe et publiée en 2020 dans la revue scientifique Energies. Une buse à fente conventionnelle pour la ventilation par mélange a été utilisée comme référence.

Les chercheurs ont comparé cinq cas de fonctionnement avec :

des températures d’air soufflé comprises entre 16 et 18 °C
des taux de renouvellement d’air compris entre 2,2 et 6,3 par heure
des charges thermiques comprises entre 17 et 47 W/m²

Les performances ont été évaluées sur la base du confort thermique, du risque de courants d’air, de l’efficacité d’échange d’air et de la capacité à évacuer la chaleur de la zone occupée.

Les résultats montrent des avantages par rapport à la ventilation par mélange

Dans les conditions étudiées, les systèmes à jets d’air confluents ont présenté une meilleure qualité de l’air et une efficacité d’évacuation de la chaleur plus élevée que la ventilation par mélange conventionnelle utilisée comme comparaison.

L’étude a également montré que la conception du diffuseur de soufflage avait une grande importance. Les diffuseurs à faible momentum ont donné une efficacité d’échange d’air plus élevée que la solution à fort momentum étudiée. La variante à faible momentum et à direction du flux d’air variable a en outre présenté une efficacité d’évacuation de la chaleur supérieure de 7 % à celle des autres diffuseurs CJV de l’essai.

Les résultats soulignent que le positionnement des buses, la direction du flux d’air et la vitesse de sortie influencent l’efficacité avec laquelle l’air est utilisé dans la pièce.

À des débits d’air plus faibles, certains des diffuseurs CJV étudiés ont créé des conditions proches de la ventilation par mélange. À des débits plus élevés, la répartition des températures est devenue plus stratifiée. La technologie pouvait ainsi réagir différemment selon la charge et le cas de fonctionnement, ce qui est particulièrement intéressant dans des locaux où l’occupation varie.

Pourquoi ces résultats sont-ils pertinents pour la ventilation des écoles ?

Dans les systèmes de ventilation à la demande, le débit d’air est généralement ajusté en fonction, par exemple, de la présence, de la concentration de CO₂ ou de la température. Pour que les économies d’énergie puissent être réalisées, les diffuseurs de soufflage doivent fonctionner sur l’ensemble de la plage de débit concernée.

Les gaines de soufflage à buses sont bien adaptées à ce type de locaux, car l’air peut être distribué par un grand nombre de buses sur une plus grande longueur. Cela peut offrir plusieurs avantages pratiques :

Distribution d’air efficace dans la zone occupée

L’air soufflé est diffusé depuis de nombreux points le long de la gaine. Cela crée les conditions pour atteindre une grande partie de la salle de classe et limiter les zones d’air stagnant ou insuffisamment ventilé.

Adaptation à des débits d’air variables

Les locaux scolaires sont rarement utilisés avec la même charge toute la journée. Les gaines de soufflage à buses Repus peuvent être dimensionnées pour la ventilation à la demande et des débits d’air variables, dits VAV.

Zones de proximité courtes et contrôlables

Grâce au bon choix des buses, de leur positionnement et de la direction du flux d’air, le schéma de diffusion peut être adapté à la géométrie et à l’aménagement de la pièce. C’est important dans les salles de classe où les élèves se trouvent près des diffuseurs de soufflage.

Possibilité de conception spécifique au projet

Les écoles présentent des hauteurs sous plafond, des plans, des structures porteuses et des contraintes architecturales différents. Les gaines de soufflage à buses peuvent être adaptées en termes de longueur, de dimension, de raccordement, de couleur et de direction du flux d’air.

Les gaines de soufflage à buses peuvent simplifier à la fois le réseau de gaines et la distribution d’air

Une installation traditionnelle peut nécessiter des gaines séparées, des dérivations et des diffuseurs de soufflage pour répartir l’air dans la salle de classe. Une gaine de soufflage à buses fait à la fois office de gaine et de diffuseur de distribution d’air.

Cela peut réduire le nombre de composants visibles et créer une installation plus cohérente. Dans les locaux avec installations apparentes, la gaine de soufflage à buses peut aussi devenir une partie intégrée de l’architecture de la pièce. La teinte et l’exécution peuvent être adaptées aux exigences de conception du projet.

La solution système exacte doit toujours être dimensionnée en tenant compte, entre autres, des dimensions de la pièce, de la charge thermique, de la zone occupée, du débit d’air, de la température de l’air soufflé, des exigences acoustiques, de la perte de charge et de l’emplacement de la gaine.

Une conception adéquate est déterminante pour un bon résultat

L’étude ne montre pas que tous les diffuseurs à buses offrent automatiquement les mêmes performances. Les résultats montrent en revanche que la ventilation par jets d’air confluents présente un potentiel clair dans les salles de classe et que la conception du diffuseur influence à la fois la qualité de l’air, le confort thermique et l’efficacité énergétique.

Pour chaque projet scolaire, les facteurs suivants doivent donc être pris en compte :

les dimensions de la salle de classe et la hauteur sous plafond
le débit d’air de dimensionnement minimal et maximal
l’occupation et la charge thermique
la température de l’air soufflé
la direction des buses et le schéma de diffusion
l’emplacement par rapport aux élèves et aux enseignants
les niveaux sonores admissibles et les pertes de charge

Repus aide les bureaux d’études en ventilation et les entrepreneurs à choisir et à adapter des gaines de soufflage à buses selon les conditions techniques du projet. Les produits peuvent également être conçus avec les outils Repus pour MagiCAD et Revit.

Gaines de soufflage à buses fabriquées en Suède pour les écoles et les locaux d’enseignement

Repus fabrique des gaines de soufflage à buses en Suède et peut adapter les produits à des exigences techniques comme architecturales. Les solutions conviennent notamment aux salles de classe, amphithéâtres, bibliothèques, réfectoires et autres environnements d’enseignement où la charge varie au cours de la journée.

En combinant la ventilation à la demande avec une distribution d’air bien pensée, il est possible d’obtenir une bonne qualité de l’air et un confort thermique tout en limitant la consommation d’énergie du système.

Vous planifiez la ventilation d’une école ?

Nous vous aidons à dimensionner et à choisir des gaines de soufflage à buses en fonction des débits d’air, de la géométrie, de la charge et des conditions d’installation du local. N’hésitez pas à nous envoyer un plan ou une brève description du projet ; nous vous proposerons une solution produit adaptée.

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