Effet de tirage thermique dans les immeubles de grande hauteur
Effet de cheminée
L’effet de tirage thermique est un défi majeur pour les gratte-ciel, mais il peut également être un facteur non négligeable pour les bâtiment à partir de deux étages. La structure agit comme une cheminée géante, canalisant efficacement l’air chaud vers le haut jusqu’à ce qu’il finisse par quitter complètement la structure. Généralement ces phénomènes sont favorisés par les cages d’escaliers ouverte distribuant tous les niveau d’un bâtiment.
L’effet de cheminée se produit lorsque la température extérieure est sensiblement inférieure à la température intérieure. L’air froid est plus dense que l’air chaud, donc lorsque l’air froid pénètre dans la structure par le bas, il remplace l’air chaud plus haut. Cela crée un flux d’air qui aspire plus d’air froid et intensifie les courants d’air. Plus la structure est haute, plus ce flux d’air est fort. C’est pourquoi les portes tournantes ont été développées peu après les premiers gratte-ciel. La force d’aspiration au niveau du sol était si forte en hiver que les gens avaient du mal à ouvrir les portes ! On retrouve toujours ce phénomènes aujourd’hui pour les ascenseurs qui mettent parfois en relations les parties basses du bâtiment avec les zones de toitures pour la ventilation de la trémie. Cependant, en présence de vent (voir effet de tirage combiné avec le vent) , le tirage devient tel que les portes d’ascenseur peuvent se retrouver bloquer ou alors des sifflements importants peuvent apparaitre dans les sas des niveaux bas.
Le problème évident est que l’air intérieur traité est perdu, et donc gaspille de l’énergie. Mais un autre facteur est que ce problème peut s’aggraver avec le temps. Si le flux d’air est particulièrement fort, cela exerce une pression sur les entrée d’air parasites fines, les joints se fissurent entrainant de nouvelles vulnérabilités. Avec une pression soutenue, ces espaces peuvent s’élargir et s’étendre, intensifiant le flux d’air et accélérant la perte d’énergie.
L’effet de cheminée fonctionne parce que l’air chaud doit aller quelque part lorsqu’il atteint le niveau le plus élevé du bâtiment. Dans de nombreux cas, il s’échappe dans le grenier par des plafonds fissurés, des défauts d’étanchéités au niveau des réseaux, des luminaires encastrés ou tout simplement par une perméabilité à l’air trop importante du plancher du grenier. Une fois que l’air chaud atteint le dernier niveau, l’air s’échappe à l’extérieur à travers toute petite vulnérabilité qu’il peut trouver.
Plan de pression neutre
Le plan de pression neutre est un plan horizontal imaginaire, où la pression interne est égale à la pression atmosphérique externe. A cette altitude, la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur est nul, l’air ne rentre ni ne sort du bâtiment. Le point de pression neutre dépend des systèmes CVC du bâtiments qui mette en pression ou en dépression en fonction de leur zone de distribution dans le bâtiment.
Des effets de tirages combinés avec le vent
Au-delà des effets thermiques des process, les dépressions au niveau des exutoires sont le moteur de la ventilation naturelle d’un bâtiment. À cela, il faut comprendre que pour les bâtiment de grande hauteur la dépression en toiture est suffisamment forte pour convertir tous les ouvrants en partie basse en entrée d’air et cela même sur les façades en aval du vent.
