Effet de cheminée et différentiels de pression : la physique du bâtiment qui déplace votre air

Les bâtiments ont une boucle de flux d'air piloté par la température appelée effet de cheminée, et elle détermine où vont les polluants. En hiver, l'intérieur du bâtiment est plus chaud que l'extérieur, l'air chaud intérieur est moins dense, il monte à travers le bâtiment et s'exfiltre par chaque fuite disponible en haut (trappes du grenier, encastrés, cadres de fenêtres aux étages supérieurs). Pour remplacer ce qui sort, l'air froid extérieur s'infiltre par le bas (lisses du sous-sol, fissures de dalle, fuites du rez-de-chaussée). Le « plan neutre » se situe quelque part au milieu du bâtiment où la pression intérieure et extérieure sont égales. En été avec la climatisation en marche, la boucle s'inverse : le bâtiment est plus frais que l'extérieur, moins flottant, et la direction du flux s'inverse. Les travaux du LBNL sur la physique de l'enveloppe documentent des pressions d'effet de cheminée de 5 à 50 Pa dans les maisons typiques, et le NIST le traite comme le moteur dominant d'infiltration en climat froid.

Ce que ça signifie pour les polluants. En hiver, tout ce qui est au sous-sol (radon, dégazage de solvants entreposés, sous-produits de combustion du chauffe-eau, refoulement de l'évacuation de la sécheuse) est tiré à travers le bâtiment et sort par le haut. Les chambres des étages supérieurs respirent un air qui est passé par le sous-sol en chemin ; le sous-sol alimente en quelque sorte le reste de la maison en air de ventilation, juste acheminé par chaque pénétration perméable entre les deux. C'est le mécanisme physique derrière le fait que le radon est un problème touchant toute la maison et pas seulement le sous-sol dans les sols à risque de radon, et c'est pour cela que la QAI du sous-sol mérite attention même quand les occupants n'y mettent jamais les pieds.

Les différentiels de pression d'équipement mécanique se superposent à la cheminée pilotée par la température. Une hotte de cuisine tirant 300 à 600 PCM sans alimentation en air d'appoint dédiée met toute la maison en pression négative par rapport à l'extérieur ; l'air doit venir de quelque part, donc il vient par chaque fuite de l'enveloppe et (plus dangereusement) par les conduits de fumée des appareils à combustion à tirage atmosphérique. Cela s'appelle le refoulement, et un chauffe-eau ou un conduit de fournaise qui tourne à l'envers livre des produits de combustion, dont le CO, dans le bâtiment. Le mode de défaillance classique est : maison étanche, grosse hotte, chauffe-eau à tirage atmosphérique au sous-sol, occupant cuisine, la hotte tourne, le chauffe-eau refoule, le CO s'accumule, l'alarme CO requise par le code se déclenche des heures plus tard. Le correctif est l'équipement à combustion scellée, ou une alimentation en air d'appoint correctement dimensionnée, ou une hotte plus petite. Un ventilateur de salle de bain crée le même déséquilibre de pression en miniature ; une sécheuse à linge est un échappement de 100 à 200 PCM qui tourne chaque fois que la sécheuse tourne.

La chambre la nuit et comment mesurer. Les chambres des étages supérieurs avec portes fermées la nuit sont au sommet de la cheminée sans voie de ventilation d'appoint, ce qui fait monter le CO₂ à 1 500-2 500 ppm au matin même dans une maison qui est sous 600 ppm pendant la journée ; l'air qui sort par les fuites supérieures est remplacé d'en bas, mais seulement au rythme que laisse passer le dessous de la porte. Entrouvrir la porte, ajouter une grille de transfert ou faire fonctionner un système de ventilation équilibrée alimenté à la chambre (un VRE/VRC) brisent tous le symptôme. Pour mesurer la cheminée et le déséquilibre de pression quantitativement, un test d'infiltrométrie (blower-door) met le bâtiment sous une pression contrôlée de 50 Pa et mesure le débit résultant (le chiffre ACH50) ; c'est le diagnostic standard que les évaluateurs énergétiques et les entrepreneurs en performance des bâtiments exécutent, typiquement 300 à 600 $. Voir étanchéité et étanchéité à l'air pour le côté enveloppe, vent et infiltration pour la superposition pilotée par la météo, ventilation ponctuelle pour la conversation sur l'air d'appoint, et chambre la nuit pour le patron de CO₂ au sommeil.

Il s'agit de conseils généraux, non d'un substitut à une évaluation professionnelle de votre habitation particulière. Les interventions majeures (refonte du CVCA, étanchéité d'une enveloppe perméable, remédiation des moisissures, travaux électriques pour ventilateurs ou évents) doivent être réalisées par un professionnel certifié. Pour les problèmes chroniques qui ne répondent pas aux étapes décrites ici, voir quand appeler un professionnel.