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L’importance de ne pas négliger l’impact de la neige lors de la sélection et l’installation des équipements de CVAC


L’importance de ne pas négliger l’impact de la neige lors de la sélection et l’installation des équipements de CVAC

Categorie(s) :   Climapresse   Nouvelles  


Par Pierre Desroches, ing.

Peu importe si le projet est commercial, institutionnel ou industriel, si le système est central ou en toiture, un apport d’air extérieur (souvent appelé à tort « air frais ») est nécessaire pour le confort et la qualité d’air intérieur des occupants, qu’on atteindra en grande partie grâce au principe de dilution.

 

    1. Localisation de l’entrée d’air elle-même
    2. Orientation
    3. Utiliser la surface nette (et non brute) de la persienne
    4. Sélection et conception du type de capotins

 

D’ailleurs, ANSI/ASHRAE 2001 définit la ventilation comme suit :

 

« Ventilation is the process of supplying or removing air by natural (including infiltration) or mechanical means, to or from a space, for the purpose of controlling air contaminant level, humidity, or temperature within the space. »

 

Pour y arriver, ASHRAE a établi des règles à suivre qui stipulent le pourcentage ou le volume d’air extérieur nécessaire pour différentes situations et types de bâtiments ainsi que les taux de changements pour y arriver. On peut aussi retrouver ces valeurs dans : ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2016 : Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality et la CSA-Z317.2 dans le cas des établissements de santé.

 

Il nous faut donc faire entrer de l’air extérieur. Le rôle des différents intervenants du projet est de prendre les moyens nécessaires pour atteindre ces exigences sans se retrouver avec de l’eau à l’intérieur de l’édifice après de la pluie ou de la neige fondue. Cette dernière situation risque de créer un environnement favorable au développement de moisissures et aux problèmes de santé qui y sont associés.

 

Remarquons que ces problèmes d’humidité surviennent plus fréquemment avec l’utilisation de systèmes pouvant aller jusqu’à 100% d’air extérieur. Ces derniers sont un excellent moyen de répondre aux exigences de la norme pour l’élimination des polluants intérieurs, mais ils deviennent souvent l’une des principales causes des problèmes d’entraînement de neige, situation pour laquelle peu d’études existent, malheureusement.

 

Que ceci soit dû à un choix esthétique plutôt que pratique de la part de l’architecte (ex. : orientation), à un manque de vigilance ou d’expérience du concepteur ou de l’installateur (ex. : choix des persiennes) ou encore à une mauvaise conception du produit par le fournisseur pour notre type de climat, s’il y a un problème après la mise en marche, il doit être corrigé rapidement.

 

Et pour ajouter encore un peu plus au défi : il faut aussi se rappeler que la neige peut se présenter avec plusieurs caractéristiques différentes : il existe d’ailleurs des études très poussées pour l’expliquer (ex : Connaissance de la neige – http://www.anpnc.com/recueil/chapitre%203-p24-36.htm).

 

Mouillée ou sèche, tombant lentement, intensément ou poussée en rafales : pour chacun de ces cas, nos entrées d’air extérieur doivent pouvoir aspirer la quantité suffisante d’air tout en laissant la neige le plus possible à l’extérieur. Arrêter toute la neige, surtout lorsque celle-ci est fine et sèche, s’avère un défi pratiquement impossible à réaliser par de simples moyens mécaniques.

 

À titre d’exemple, une compagnie canadienne très connue pour ses unités sur mesure de très haute qualité, nous mentionne ceci :

 

« Our experience is that even with very low velocities (50 fpm) light snow will be transported in the air.  We had a case a number of years ago where snow was transported through a storm louver, traveled through a roof curb plenum 60 ft then up into the filter section. Obviously, it is difficult to stop dry snow ».

 

 

Certains des points importants sur lesquels les concepteurs et installateurs doivent être très prudents sont :

  1. Localisation de l’entrée d’air elle-même

Bien vérifier sa situation physique par rapport aux obstacles l’entourant. En voici quelques exemples:

  • Hauteur par rapport au toit

air et neige

 

  • Proximité de toits adjacents à des niveaux différents

air et neige

 

  • Situation physique d’un endroit qui de façon naturelle accumulera les poussières, détritus et surtout la neige

Ex. : saut de loup

 

air et neige

Etc.

2. Orientation

Architecturalement, pour un édifice, l’orientation peut offrir des avantages de vue et de lumière, mais il ne faut pas oublier l’existence des vents dominants, de tempêtes ou de bourrasques qui jouent un rôle majeur dans les entrées d’air.

 

Il faut donc éviter :

  1. Les trop fortes poussées vers les entrées d’air, ce qui favorise la pénétration de neige souvent due à une mauvaise orientation;
  2. Les effets croisés des éléments perturbateurs mentionnés plus haut (toits adjacents) et qui peuvent créer des bourrasques imprévisibles.

 

Note : pour chaque cas, plusieurs variables sont à considérer, mais il est reconnu que le choix le plus favorable semble être l’orientation sud / sud-est où les données météorologiques n’enregistrent pas de vents dominants lors des précipitations de neige.

 

3. Utiliser la surface nette (et non brute) de la persienne

Les persiennes sont presque toujours conçues pour arrêter l’eau et non la neige (voir AMCA). Cette dernière caractéristique demande des attentions particulières de la part des manufacturiers et doit être spécifiée comme telle pour l’obtenir.

 

« Air termination or entry device composed of multiple blades which, when mounted in an opening, permit the flow of air but inhibit the ingress of other elements ».

 

Pour le calcul de la vitesse de l’air, il est important de s’assurer de prendre la surface nette de la persienne pour le passage de l’air, ce que la plupart des tables devraient vous donner (mais en cas de doute, certains prennent 50%).

Il est très important de :

  • Ne pas oublier qu’avec le temps, des débris/saletés peuvent réduire cette surface nette. La quantité accumulée par la persienne est reliée à l’emplacement physique de l’entrée d’air.

 

Quel est le risque de votre installation en considérant son environnement ?

  • L’arrangement même du système de gaines relié à la persienne peut provoquer des vitesses inégales sur la surface de cette dernière, créant ainsi des vitesses beaucoup plus élevées à certains endroits précis.

air et neige

i. Ces appareils qui nous sont indispensables ont généralement des vitesses très élevées à l’entrée d’air pouvant être de l’ordre de ± 600 @ 650 ppm (ce qui peut être acceptable pour la pluie, mais non contre la neige).     C’est le mode économiseur qu’il ne faut pas oublier d’analyser. Souvent, des modifications pourront être nécessaires au chantier.

 

Note :  Les différents intervenants rencontrés ainsi que les différentes écritures techniques donnent le chiffre de 400 ppm (2,3 m/s) comme vitesse souhaitable pour ces entrées d’air en considérant la surface nette de la persienne ou environ 200 ppm (1,0 m/s) en considérant la surface brute. Cependant, la prudence est toujours de mise, car, comme vu dans le commentaire un peu plus haut et compte tenu des différentes caractéristiques de la neige, même à très basse vitesse, le danger est toujours présent.

 

 

4) Sélection et conception du type de capotins

Pour remédier aux vitesses non acceptables, il faut configurer l’entrée d’air afin d’abaisser la vitesse tout en imposant un changement de direction à la neige.

 

La documentation sur les types de capotins pour la neige est très limitée.

i. Plusieurs types existent, mais les plus courants sont :

 

  1. Cols de cygne qui sont plus conçus pour arrêter la pluie que la neige et qui ne sont probablement pas la solution idéale pour des cas critiques de neige.

air et neige

 

2. « Capotins » simples ou multiples traditionnels augmentant la surface d’entrée, diminuant donc la vitesse

air et neige

 

3. Champignons

air et neige

 

Notes : Malgré toutes les précautions pouvant être prises, la neige peut arriver à s’infiltrer. ASHRAE nous donne donc des recommandations importantes au sujet de la gestion de l’entraînement de la neige et sa fonte :

5.4.4 Snow Entrainment. Where climate dictates, outdoor air intakes that are part of the mechanical ventilation system shall be designed to manage melted snow blown or drawn into the system as follows:

  • (a) Suitable access doors to permit cleaning shall be provided.
  • (b) Outdoor air ductwork or plenums shall pitch to drains designed in accordance with the requirements of Section 5.11. 5.4.5

 

 

Finalement, outre ces techniques donnant d’excellents résultats (pouvant aussi être couplées au simple fait de déplacer les filtres en été et en hiver), il existe des installations efficaces, mais plus coûteuses, pour des cas spéciaux critiques n’ayant pas d’autre possibilité.

 

  • À titre d’exemples :
    • Installation d’une plaque perforée dans l’entrée d’air jumelée à un système de chauffage infrarouge;
    • Serpentin chaud dans l’entrée. En plus de faire fondre la neige, ce serpentin pourra ajouter une petite quantité de chaleur au débit d’air qui de toute façon aurait été ajoutée par le serpentin de chauffage;
    • Câbles chauffants intégrés dans la persienne;
    • Etc.

 

Encore une fois, le but final est de garantir de l’air de qualité aux occupants tout en s’assurant de ne pas créer de problèmes collatéraux qui pourraient nous éloigner de notre objectif initial. Une bonne compréhension de la situation et la prudence dès le départ sont les meilleures conseillères pour une opération basée sur la gestion du risque.

 

Il serait aussi opportun que l’industrie demande un peu plus de recherches sur ce sujet afin d’en arriver avec un manuel de bonnes pratiques auquel les membres de l‘industrie pourraient se fier en s’assurant de faire les bonnes choses aux bons endroits, évitant ainsi des problèmes qui entraînent des discussions interminables et des coûts supplémentaires pour des actions correctives.

 

Entretemps, pour une bonne compréhension technique, une référence utile pouvant aider est le guide publié par le ministère de la Santé (Québec) qui peut être retrouvé à l’adresse suivante : http://publications.msss.gouv.qc.ca/msss/fichiers/2011/11-610-05W.pdf

 

En conclusion, cet article ne se veut pas un cours exhaustif sur ce sujet, mais bien un rappel que la neige peut causer des problèmes particuliers et qu’il ne faut pas baisser la garde même quand on installe des systèmes qui ont l’air simples!

 

 

 

 

 

 


 

Pierre Desroches, ing.

Cofondateur et Vice-président Développement des Affaires

Enviroair Industries Inc

 

Avec l’assistance de :

Annie Léger-Bissonnette, B.ing.

Directrice Après-Ventes

Enviroair Industries Inc

 



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