Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans

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Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
Remplacement des chaudières dans
       les immeubles d’appartements
                                                 Xavier Kuborn
                                                 7 octobre 2014

Avec le support de la guidance technologique ‘éco-construction et développement durable’ de la Région de Bruxelles-Capitale subsidiée par
l’Institut Bruxellois pour la Recherche et l’Innovation (InnovIRIS)
                                                                                                                              2/10/2014 - Page 1
Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
Le nœud du problème :
le fonctionnement des
      chaudières

Analyse de la situation :   Les solutions pour le
  anciens immeubles          remplacement des
   d’appartements                chaudières

    L’évolution des
                            Les conduits de fumée
       chaudières

                                                    2
Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
Le local d’installation et le conduit de fumée
doivent être adaptés à la chaudière
La chaudière produit de la fumée

La chaudière utilise de l’air comburant   NBN B 61-002
Le local doit être ventilé

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Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
Le local d’installation et le conduit de fumée
sont-ils adaptés à la nouvelle chaudière ?
Le conduit de fumée est-il compatible ? Le tirage est-il suffisant ?

Comment assurer l’amenée d’air comburant ?

La ventilation est-elle suffisante ?

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Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
Les conséquences d’un mauvais
fonctionnement peuvent être graves
Un défaut d’air comburant et une mauvaise évacuation de la fumée
peuvent dégrader la qualité de la combustion et provoquer des
intoxications au CO.

                                                                   5
Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
Les conséquences d’un mauvais
fonctionnement peuvent être graves
Une ventilation trop faible ne permet pas d’évacuer l’humidité et les
odeurs. Le climat intérieur peut se dégrader, avec apparition de
condensation et prolifération de moisissures.

                                                                        6
Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local

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Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
Le nœud du problème :
le fonctionnement des
      chaudières

Analyse de la situation :   Les solutions pour le
  anciens immeubles          remplacement des
   d’appartements                chaudières

    L’évolution des
                            Les conduits de fumée
       chaudières

                                                    8
Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
Analyse de la situation
Immeubles en ville alimentés en gaz naturel

Chaudières atmosphériques (type B)

Raccordées à une cheminée, généralement en tirage naturel

Coupe tirage (+ sécurité anti-refoulement)

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Les immeubles d'appartements - Remplacement des chaudières dans
Analyse de la situation
Conduits de fumée maçonnés, individuels et collectifs

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Analyse de la situation
Inspection préalable des conduits pour :
• vérifier leur état

• connaitre leur configuration (coudes,…)

• vérifier la correspondance appartement/débouché

• vérifier le type d’appareil raccordé (surprises !)

                               Ventilation ?
           Fumée ?     1?
                                    2?

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1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local

2) Déterminer les caractéristiques du conduit et des raccordements

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Le nœud du problème :
le fonctionnement des
      chaudières

Analyse de la situation :   Les solutions pour le
  anciens immeubles          remplacement des
   d’appartements                chaudières

    L’évolution des
                            Les conduits de fumée
       chaudières

                                                    13
Les appareils récents sont plus performants et
plus sûrs
Les nouvelles chaudières à condensation sont plus performantes et
moins polluantes. En 30 ans, 30%↗ pour le rendement et 70%↘ pour
les polluants

Les nouvelles chaudières sont étanches (prise d’air extérieure). Le risque
de refoulement et d’intoxication au monoxyde de carbone est limité

Les chaudières sont raccordées à des conduits d’évacuation spécifiques

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Une chaudière à condensation est toujours plus
performante (qu’une autre chaudière)
Des échangeurs de chaleur résistants à la corrosion permettent le
refroidissement de la fumée jusqu’à condensation de la vapeur d’eau

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Une chaudière étanche n’interagit pas avec
l’environnement intérieur d’un appartement

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Les chaudières à condensation sont récentes
Les premiers modèles sont apparus au milieu des année 1980.

Les ventes ont décollées vers la fin des années 1990.

Il existe toujours un marché pour les chaudières sans condensation pour
des raisons économiques (et techniques)

                                                                      17
Le remplacement d’un appareil doit être
envisagé tôt ou tard

Les chaudières à gaz ont une durée de vie comprise entre 15 et 20 ans

Dans un immeuble de 1960, les chaudières ont déjà été remplacées

La remplacement est effectué en fin de vie ou lorsqu’une évolution
technique le justifie

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En résumé : les anciennes chaudières
atmosphériques sont dépassées
Non-étanche, rendement
En résumé : les chaudières étanches à
condensation sont bien plus performantes…
Etanche, rendement jusqu’à 107%
1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local

2) Déterminer les caractéristiques du conduit et des raccordements

3) Opter, si possible, pour une chaudière à condensation

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…mais leur raccordement nécessite la
rénovation du conduit de fumée maçonné
La diminution de la température de la fumée (250°C  30-70°C) réduit
le tirage thermique et augmente le risque de condensation.

La réduction du tirage peut être compensée mécaniquement. Le conduit
doit être étanche pour limiter les fuites (surpression) ou infiltrations
(dépression)

La condensation nécessite l’utilisation de matériaux adaptés et un
dispositif d’évacuation des condensats.
                                                                           22
Le nœud du problème :
le fonctionnement des
      chaudières

Analyse de la situation :   Les solutions pour le
  anciens immeubles          remplacement des
   d’appartements                chaudières

    L’évolution des
                            Les conduits de fumée
       chaudières

                                                    23
Les anciens conduits maçonnés sont mal
adaptés aux appareils modernes
Ils sont conçus pour le tirage naturel (faible dépression) et les
températures de fumée élevées

Ils ne sont pas étanches :
• fuites en cas de surpression

• infiltrations en cas de dépression

Ils sont incompatibles avec la condensation

                                                      Source : ARGB
                                                                      24
Les anciens conduits maçonnés sont mal
adaptés aux appareils modernes
Ils doivent généralement être abandonnés ou tubés

Tubage : rigide, flexible, thermo-durcissant

En fonction du conduit maçonné existant (longueur, dévoiements,…)

…et du budget

            Source : Poujoulat                 Source : Ecothermia
                                                                     25
Le tubage doit être stabilisé dans l’ancien
conduit maçonné                                               Source : Muelink

Le tubage est maintenu mécaniquement par des
accessoires de soutien, des espaceurs,…

Le tubage doit être stable pour éviter les contacts avec la
trémie, les contacts entre conduits, les contre-pentes,…

                                                                                 26
L’ancien conduit maçonné joue le rôle de gaine
technique/trémie
La trémie doit être propre, sèche, éventuellement ventilée et ne peut
contenir d’autres éléments : descentes d’eau, conduites de gaz, câbles
électriques,… (NBN B 61-002)

                                                                         27
Les conduits de fumée doivent être adaptés aux
caractéristiques des chaudières
Leur diamètre est calculé selon la puissance de chauffe

Un marquage permet de connaître leur domaine d’utilisation
                                                                 Résiste au feu de cheminée,
               Tmax de service     Résistant aux condensats      doit être placé à 50mm d’un
                                                                 matériau combustible

               EN13063-2         T200   P1 W 1       G50

           Conduit Inox                       Convient pour le gaz

                      Adapté pour la surpression

                                                                                               28
1) Vérifier la compatibilité de la chaudière avec le local

2) Déterminer les caractéristiques du conduit et des raccordements

3) Opter, si possible, pour une chaudière à condensation

4) Rénover le conduit pour qu’il soit compatible avec la chaudière

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Le nœud du problème :
le fonctionnement des
      chaudières

Analyse de la situation :   Les solutions pour le
  anciens immeubles          remplacement des
   d’appartements                chaudières

    L’évolution des
                            Les conduits de fumée
       chaudières

                                                    30
Les possibilités de rénovation dépendent du
type d’immeuble
Hauteur, nombre de façades, proximité d’autres bâtiments,…

Position de l’espace d’installation par rapport aux façades

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Remplacement d’appareils raccordés sur des
cheminées individuelles maçonnées
Concerne d’avantage les bâtiments peu élevés : difficulté technique ↘

Propriétaire unique : prise de décision plus rapide

Pas d’interaction entre appareils : choix technique plus simple

                                                                        32
Remplacement d’appareils raccordés sur des
cheminées individuelles maçonnées
Choix de la solution selon la place disponible et le tracé du conduit

C5

C9

C3 concentrique, dissocié

Possibilité de ventilation de l’appartement et amenée d’air comburant
via l’espace entre le conduit et la gaine maçonnée

                                                                        33
Remplacement d’appareils raccordés sur des
cheminées individuelles maçonnées
Pour assurer l’amenée d’air comburant, la section libre doit être au
moins 1,5 x plus grande que la section utile d’évacuation de la fumée
(Syllabus Cerga)

                                                                        34
Remplacement d’appareils raccordés sur des
cheminées individuelles maçonnées

La mise en œuvre du remplacement d’un appareil ne peut endommager
le conduit de fumée d’un autre appareil ou perturber son bon
fonctionnement

                                                                35
Remplacement d’appareils raccordés sur des
cheminées collectives maçonnées
Concerne d’avantage les grands immeubles : difficulté technique ↗

Beaucoup d’appareils raccordés et risque d’interaction : choix technique
délicat

Nombreux propriétaires

                                                                       36
Remplacement d’appareils raccordés sur des
cheminées collectives maçonnées
Le tubage concerne tous les appareils raccordés simultanément

Tubage  réduction de la section disponible « non tubée »

Tubage  impossible de garantir le tirage des appareils « non tubés »

                                            Section “non-tubée”

Problème technique et socio-économique

                                                                        37
Remplacement d’appareils raccordés sur des
cheminées collectives maçonnées
Socio-économique :

Parfois plus de 100 appartements/immeuble

Revenus modestes

Certains appareils sont neufs (conformes ou non !)

Technique :

Conduit shunt de plus de 50m avec dévoiements

Jusqu’à 12 appareils par conduit (parfois d’avantage !)

                                                          38
Principe général de prévention incendie
Les traversées d’éléments de construction (parois, murs, planchers)
résistants au feu ne peuvent affaiblir la résistance au feu de l’élément de
construction.

 Exigence réglementaire pour les bâtiments neufs (après A.R. 1994)

 Règle de bonne pratique pour les bâtiments antérieurs

La trémie constitue potentiellement une paroi résistante au feu !

                                                                          39
Mise en œuvre de la traversée pour des
appareils étanches (type C)
              Rigide et
              incombustible

                    Rigide et
                    incombustible
                    Ø≤125mm

                                    Pas d’exigence

                                Laine de roche

                                                     40
Mise en œuvre de la traversée pour des
appareils étanches (type C)
             Rigide et
             incombustible

                        Rigide et
                        incombustible
                        Ø≤80mm

                ≥40mm             Pas d’exigence

                                Laine de roche

                                                   41
Classe de résistance au feu de la traversée

Exigence E30 :

Paroi de la gaine technique EI60

Paroi extérieur des conduits incombustible  inox, alu,…

Exigence E60 :

Paroi de la gaine technique EI120

Paroi extérieur des conduits incombustible + Tfusion > 727°C  inox,…

                                                                        42
Importance du resserrage à la laine de roche

Resserrage sur toute la longueur de la traversée

Laine de roche bien comprimée

Øpercement = Øconduit + (20-50mm)

                                                   43
Un tubage par appareil dans la trémie
Chaudière sans coupe-tirage : le débit de fumée à évacuer ↘

Fumée en surpression : le débit de fumée ↗ pour même diamètre

Exemple :

      Appareil   Tirage (Pa) Diamètre (mm)
      B11        -3         130
      C5         +250       60

                                                                44
Placer des conduits de 60mm dans un ancien
shunt de 200x200mm

En théorie 9, en pratique 4 ?

Pour un même tirage, le diamètre du conduit ↗ si sa longueur ↗
                                                                 45
Placer des conduits de 60mm dans un ancien
shunt de 200x200mm

C5

C9

C3 concentrique, dissocié

Possibilité de ventilation de l’appartement et amenée
d’air comburant via l’espace entre le conduit et la trémie

                                                             46
Interaction et recirculation entre débouchés en
toiture
Une distance minimale doit être respectée entre un débouché de
conduit de fumée et une ouverture d’amenée d’air

Facteur de dilution (NBN B 61-002) :

P = 20kW

h = 0,1m

L > 5,5m !

                                                                 47
Interaction et recirculation entre débouchés en
toiture
L > 5,5m

Soit uniquement des débouchés de fumée

Soit des dispositifs spécifiques pour plusieurs conduits

                              Source : Muelink
                                                           48
L’ensemble des appareils est raccordé à un
nouveau conduit collectif
Le nouveau conduit est situé :
•   dans l’ancien conduit maçonné           remplacement simultané

•   dans une nouvelle trémie

•   en façade

                        « possibilité » d’utiliser simultanément
                        l’ancien et le nouveau conduit pour étager les
                        remplacements

                                                                         49
L’ensemble des appareils est raccordé à un
nouveau conduit collectif
                       Appareils de type C4

                       Variantes selon le raccordement
                       concentrique ou dissocié (CLV, 3CE)

                                                             50
L’ensemble des appareils est raccordé à un
nouveau conduit collectif
                       Appareils de type C8

                       Le diamètre du conduit placé en
                       trémie est plus petit

                                                         51
Autre possibilité : ventouse

Appareils de type C1

Raccordement direct en façade

Conduits concentriques ou dissociés

                                      52
Autre possibilité : ventouse

Accessibilité pour placement ?

Règlements d’urbanisme ?

Facteur de dilution (p/r amenée d’air, fenêtres) ?

Endommagement des façades par la fumée ?

                                                     53
Autre possibilité : ventilateur d’extraction

Installation d’un ventilateur d’extraction au sommet du conduit

Solution de la « dernière chance » :
• Pour sécuriser un conduit avec un tirage défaillant

• Pas d’appareils à condensation (au mieux à haut rendement)

• Perte thermique par ventilation (fonctionnement continu du ventilateur)

                                                                            54
Autre possibilité : ventilateur d’extraction

Problème d’équilibrage des débits :

• diaphragme sur chaque conduit de raccordement

• Dépression importante et infiltration dans le conduit + déséquilibre

Dispositif obligatoire de sécurité collectif

                                                                         55
Autre possibilité : production centralisée

Chaufferie généralement située en toiture (en rénovation)

 évacuation de la fumée simplifiée

                                                            56
Autre possibilité : production centralisée

Unité satellite en remplacement d’une chaudière.

Par exemple : logotherm, collindi, SATK

                                                   57
Passage du chauffage individuel vers collectif :
quelques points d’attention
Colonne d’eau et pression statique

Thermosiphon et dimensionnement du circulateur

Dimensionnement des vases d’expansion (automatique)

Ancienne cheminée = gaine technique ? Impossible si les
chaudières individuelles restent opérationnelles durant les
travaux

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Existe-t-il des solutions alternatives aux
chaudières à gaz ?
Les chaudières à gaz présentent de nombreux avantages :
fiables, bon marché, puissance toujours disponible,…

D’autres systèmes sont potentiellement plus performants et
plus écologique : géothermie, pompe à chaleur, cogénération,
solaire,…

Ils sont actuellement plus chers et plus complexes à mettre
en œuvre
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Remplacement des chaudières dans
       les immeubles d’appartements

                                                 Xavier Kuborn
                                                 7 octobre 2014

Avec le support de la guidance technologique ‘éco-construction et développement durable’ de la Région de Bruxelles-Capitale subsidiée par
l’Institut Bruxellois pour la Recherche et l’Innovation (InnovIRIS)
                                                                                                                                            60
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