CHAUFFAGE ET VENTILATION

Le chauffage et la ventilation sont deux opérations connexes qui se complètent Tune l'autre, qu'il est difficile de séparer, et que, pour ce motif, nous traiterons simultanément.

Cette double question du chauffage et de la ventilation des établissements d'instruction primaire ou secondaire est depuis longtemps l'objet de sérieuses et patientes recherches; mais les résultats obtenus jusqu'à ce jour sont loin de conclure d'une façon absolue et ne constituent que des améliorations souvent même très-contestées.

Des savants autorisés ont prétendu que les miasmes qui viciaient l'atmosphère augmentaient son poids et que, par suite, cet air vicié tombait, se rapprochant ainsi du sol ; c'était donc dans les parties inférieures d'une salle qu'il s'accumulait et par là qu'il devait être expulsé. Mais d'autres savants, non moins autorisés que les précédents, ont à leur tour prétendu que l'air vicié, étant plus chaud que l'air pur, devait monter au lieu de descendre, qu'il s'accumulait dans les parties hautes et que c'était, par

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conséquent, au moyen d'orifices ménagés dans le plafond, qu'on devait s'en débarrasser. On comprend combien un accord aussi complet sur le point de départ d'une question doit en rendre la solution prompte et facile !

Les appareils les plus variés, les systèmes les plus ingénieux ont consciencieusement été mis en œuvre pour arriver au même résultat par les moyens les plus opposés : les uns ont percé des ouvertures d'accès au niveau du plafond, des ouvertures de départ au niveau du sol ; les autres ont fait le contraire, et tous, supposant une certaine bonne volonté à l'air atmosphérique, ne lui demandaient que de vouloir bien entrer d'un côté et sortir de l'autre. Quand l'air se prêtait à ce manège, tout allait bien ; mais si, par exemple, l'air rentrait au lieu de sortir à propos, on gelait à l'intérieur et, s'il sortait au lieu de rester, on étouffait.

Un maître, auquel nous demandions un jour comment il ventilait sa classe, se contenta d'ouvrir les fenêtres ; cet homme naïf n'était pas aussi loin de la vérité qu'on pourrait le supposer au premier abord. Une classe percée de larges et hautes fenêtres montant jusqu'au plafond, une classe dont les fenêtres seraient ouvertes toutes grandes dès que les élèves se trouveraient absents, une classe qui serait soigneusement balayée, nettoyée, époussetée chaque jour, ne serait jamais malsaine, et, dans les communes rurales où l'installation de certains appareils de chauffage et de ventilation est souvent impossible, les simples précautions que nous venons d'indiquer sont suffisantes.

De grands établissements publics, hôtels, théâtres, etc. ont installé des appareils de ventilation qui consistent à emmagasiner l'air dans des réservoirs, à le comprimer et à le distribuer là où il est nécessaire au moyen d'une canali-

sation analogue à celle de l'eau et du gaz ; l'air d'une pièce paraît-il vicié, on presse un bouton et instantanément arrive un courant d'air parfumé, chaud, froid, sec ou humide suivant les besoins. La dépense d'une installation de cette nature, la seule réellement efficace, rend son emploi difficile dans une école primaire.

Dans la plupart des écoles actuelles le chauffage et la ventilation s'opèrent simultanément au moyen d'un poêlecalorifère placé à une extrémité de la classe ; le tuyau de fumée en tôle monte verticalement ; arrivé à une certaine hauteur, il traverse la salle et va rejoindre la gaine d'une cheminée divisée en trois compartiments ; la fumée arrive dans celui du milieu ; les deux autres, échauffés par le contact de la cheminée, font appel et aspirent l'air des parties inférieures, considéré comme vicié ; cette triple gaîne s'élève jusqu'au-dessus du comble et peut ainsi avoir un grand tirage ; pendant l'été, quand le poêle n'est pas allumé, on supplée à la chaleur absente par un bec de gaz allumé à la place du foyer.

Les inconvénients de ce système sont de gêner par le rayonnement de la chaleur du poêle les enfants qui se trouvent auprès, de laisser les autres trop loin du foyer, d'échauffer , grâce au tuyau de fumée, les parties supérieures de la classe et d'établir par suite un courant d'air dans les parties inférieures , résultats opposés à ceux qu'on doit exiger d'un chauffage établi dans de bonnes conditions ; en outre, le bec de gaz qui pendant l'été doit suppléer à la chaleur du poêle n'est jamais régulièrement allumé et, par conséquent, aucune ventilation ne se produit au moment où elle serait précisément le plus nécessaire.

Une autre disposition, d'une application également assez

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fréquente et dont les résultats ne sont pas de beaucoup préférables aux précédents, consiste à séparer le chauffage de la ventilation ; le premier s'exécute avec un appareil ordinaire et la seconde est assurée au moyen de ventilateurs percés dans le plafond. Ces ventilateurs se réunissent tous en une gaine unique, dépassant le sommet des combles, et sont munis à leur extrémité d'un appareil giratoire qui accélère l'ascension de l'air vicié, déterminé du reste par une lampe à gaz allumée au point de jonction de tous les conduits.

Pour que ce système puisse fonctionner d'une façon efficace, il faut admettre que l'air vicié monte au lieu de descendre, ce qui est contesté ; puis même en admettant cette condition, une installation de cette nature offre un grave inconvénient, celui d'écouler par les ventilateurs, à mesure qu'il se produit, tout l'air chaud de la pièce : cet air chaud, plus léger que l'air froid, s'élève naturellement et disparaît d'autant plus vite qu'il est à une température plus élevée ; le chauffage est donc par suite rendu presque impossible.

Quant au mode de chauffage au moyen d'un calorifère unique, il exige une consommation considérable de combustible et par suite une grande dépense, à cause de l'obligation d'allumer le calorifère quel que soit le nombre des pièces à chauffer, sans pouvoir modérer, accélérer ou supprimer le chauffage de certaines salles autrement qu'en fermant les bouches de chaleur, ce qui peut bien diminuer l'élévation de la température, mais non la dépense générale ; de plus, l'emploi de ce procédé laisse le problème de la ventilation sans solution nouvelle.

Toutes les écoles ne sont pas cependant chauffées par

2l6 LES ÉCOLES PUBLIQUES-

des procédés aussi imparfaits, et le système récemment mis en œuvre dans un grand établissement scolaire 1 de Paris indique un progrès. Aussi, bien que ce procédé ait été employé dans un établissement d'instruction secondaire et non dans une école primaire, nous croyons devoir le faire connaître en reproduisant un extrait du rapport présenté à ce sujet au conseil municipal 2 :

« Le volume d'air à chauffer peut être estimé à environ « 70,000 mètres cubes, mais les locaux n'ont pas tous « besoin d'être chauffés en même temps, de sorte que par « l'alternance du chauffage le volume d'air à chauffer se « réduit à environ 3 5,000 mètres cubes.

« Il fallait que le mode de chauffage fût non-seulement « efficace, mais aussi qu'il pût encore se prêter sans « perte de calories à cette alternative.

« Le système de chauffage à air chaud est jugé aujour- « d'huietil n'est pas besoin d'insister sur les inconvénients « qui résultent de son emploi, dont le plus grave est de « désagréger l'air en lui enlevant ainsi des qualités respi- « râbles, dont le moindre est d'exiger des réparations con- « tinuelles et le remplacement des appareils de chauffe « tous les cinq ou six ans au moins.

« Le système de chauffage à eau chaude présente de son « côté d'autres inconvénients : il exige une pression qui est « la cause d'accidents fréquents, une construction dispen- « dieuse, et, quoi qu'on fasse, il donne un chauffage peu « régulier.

« Le système proposé pour le chauffage du collège Rollîn

(1) Collège Rollin, M. Roger, architecte.

(2) Rapport présenté par M. Viollet-Ie-Duc, au nom de la 50 commission du conseil municipal sur le chauffage et la ventilation des nouveaux bâtiments de collège Rollin.

« a cet avantage sur les deux précédents de n'avoir aucune « influence sur la quantité de l'air respirable, de pouvoir « être réglé à volonté, de transmettre la chaleur instantané- « ment à des distances considérables, de ne nécessiter que « des réparations insignifiantes une fois qu'il a été bien « établi, de pouvoir être surveillé facilement et de faciliter « la ventilation sans provoquer les courants d'air que donne « le chauffage à air chaud.

« Ce système est en principe d'une extrême simplicité ; « un générateur envoie, sous une très-faible pression, de la « vapeur dans des tuyaux qui reviennent après leur par- « cours de chauffe au même générateur en ramenant au « foyer la vapeur refroidie ou l'eau condensée. Cette cir- « culation de la vapeur à 105° donne une chaleur cons- « tante et douce et permet , au moyen de l'ouverture « ou de la fermeture de quelques robinets, de porter les « calories sur un point ou sur un autre à volonté ; par « ces différences établies entre les températures des pièces « d'un même établissement, elle facilite singulièrement la « ventilation.

« Nous avons vu fonctionner ces appareils, nous avons « examiné leur construction, enfin nous avons expérimenté « leur fonctionnement et nous devons dire au conseil que « le résultat de cet examen et de cette expérience a été des « plus satisfaisants.

« Le rapport de l'architecte, en faisant ressortir de son « côté les avantages du système qu'il propose d'adopter, « décrit en quelques mots et avec une grande clarté le dis- « positif du mode de chauffage, mais laisse malheureuse- « ment de côté ce qui est relatif à la ventilation.

« Une colonne ascendante part du générateur, s'élève

2l8 LES ÉCOLES PUBLIQUES.

« jusque dans les combles et poursuit sa course horizon « taie dans toutes les parties du monument, distribuant « dans son parcours la vapeur aux embranchements qui « desservent les salles.

« La vapeur monte, sillonne tous les bâtiments, puis « descend pour alimenter les poêles où elle se détend, et « l'eau du condensateur continue sa chute pour retourner « au générateur et redevenir vapeur.

« Ce simple exposé résume tout le système, l'économie « de son emploi est notable, plus n'est besoin de cette ca- « nalisation dispendieuse dans les murs des bâtiments, de « cette quantité de foyers de calorifères à air chaud, plus « de déperdition notable de calorie qui se fait dans les « canaux en maçonnerie ou en tôle. — En quelques se- « condes la vapeur porte sa chaleur à 500 mètres et, en se « détendant dans les récipients, elle en chauffe les surfaces « qui à leur tour échauffent l'air par rayonnement. Refroi- « die au contact des surfaces de ces récipients, la vapeur « se condense, descend en eau dans des conduits spéciaux « pour être rendue au générateur, pendant que le courant « de vapeur continue à affluer dans ces récipients pour en « chauffer la surface.

« Aucun système, jusqu'à ce jour, n'a présenté une sim- « plicité aussi manifeste et par conséquent plus de garantie « d'un bon fonctionnement.

« Ce système, malgré ses avantages incontestables, sou- « lève cependant trois graves objections : d'abord l'insuf- « fisance de la façon dont il assure la ventilation, ensuite « le danger des explosions de la vapeur dans les conduits, « et enfin le chiffre de la dépense. »

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Une commission *, récemment chargée par la ville de Paris d'étudier cette importante question du chauffage et de la ventilation des établissements scolaires, a résumé ses travaux dans un rapport que nous croyons devoir donner in extenso ; nous le faisons suivre du mémoire présenté à l'appui d'un projet dans lequel se trouvaient appliquées les mesures prescrites par l'administration et dont un essai a été réalisé dans une des grandes écoles de Paris 2.

Direction des travaux de Paris. Commission de chauffage et de ventilation.

INSTRUCTION RELATIVE A L'ÉTABLISSEMENT DU CHAUFFAGE ET DE LA VENTILATION DES ÉCOLES COMMUNALES.

Le chauffage et la ventilation d'une école constituent un problème qui comporte des données variables suivant les conditions générales de construction des bâtiments, et l'on conçoit que la puissance et le mode d'installation des appareils de chauffage ainsi que la dépense du "combustible, dépendent essentiellement de la nature et de l'épaisseur des murs, de la disposition des classes et des galeries qui y donnent accès, de l'importance des surfaces vitrées, etc.. ; aussi est-il impossible de déterminer d'une manière exacte les formes et les dimensions des appareils à employer sans être fixé à l'avance sur les formes et dispositions des salles à chauffer.

Cependant ce problème comporte des données générales

(1) Commission composée de MM. de Fontanges, ingénieur des ponts et chaussées: Davioud, architecte ; Ser, ingénieur civil ; Bourdais, ingénieur-architecte.

(2) Groupe scolaire, rue Cunal. M. Félix Narjoux, architecte.

dans lesquelles tous les projets d'établissements scolaires doivent se renfermer et qui permettent de formuler, sinon des règles précises, du moins des instructions générales auxquelles il convient de se conformer pour obtenir un chauffage et une ventilation rationnels et économiques.

Chauffer un local, c'est maintenir constamment ce local à une température déterminée supérieure à celle du dehors, c'est par conséquent lui fournir en chaque instant une quantité de chaleur égale à celle qu'il perd pendant le même temps ; le ventiler, c'est extraire en chaque instant l'air vicié par ses habitants et le remplacer par la quantité d'air pur nécessaire à l'hygiène.

On peut employer bien des procédés divers pour atteindre ce résultat : sans entrer dans la comparaison des différents systèmes, on peut dire, au point de vue spécial des écoles primaires, qu'il conviendra d'employer le chauffage dit à air chaud, c'est-à-dire par circulation d'air au contact de l'enveloppe du foyer et du tuyau de fumée, parce qu'il est à la fois plus économique et plus simple d'établissement que le chauffage à eau chaude ou à vapeur et qu'il se prête mieux aux conditions d'un chauffage intermittent.

Mais le chauffage par l'air chaud peut s'obtenir de manières différentes, soit par un calorifère général chauffant un ensemble de classes, soit par autant d'appareils indépendants qu'il y a de classes à chauffer.

La commission n'a pu encore faire les expériences et réunir les éléments nécessaires pour se prononcer sur le meilleur des deux systèmes ; toutefois, sans écarter d'une manière absolue le premier mode de chauffage, qui dans certains cas peut présenter des avantages, elle incline à penser que le dernier devra être plus généralement em-

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ployé, parce que, avec l'appareil de combustion placé dans la classe même à chauffer, on évite les pertes assez notables de chaleur qui ont eu lieu dans le parcours de la canalisation d'arrivée et aussi parce que les dépenses d'installation sont beaucoup moins élevées.

Quel que soit le système, les conditions les plus importantes auxquelles les appareils doivent satisfaire sont les suivantes :

Régularité de chauffage, c'est-à-dire uniformité de température dans toutes les parties habitées de la classe et aux diverses heures de l'occupation ; régularité de ventilation, c'est-à-dire passage d'air en quantité égale autour de chaque élève.

Pour satisfaire à la première condition, quand l'appareil est placé dans la classe même, on comprend que le rayonnement de la surface doive être très-modéré, afin que son action ne se fasse pas sentir trop vivement sur les places voisines, au préjudice des places les plus éloignées ; par conséquent, il faut que l'appareil soit muni d'une enveloppe peu conductrice.

Le tuyau de fumé apparent qui, dans beaucoup d'écoles, traverse les classes, présente de nombreux inconvénients et doit être abandonné. Mais comme ce tuyau constitue une notable partie de la surface de chauffe, il faut trouver un moyen d'en développer ailleurs l'équivalent. Or, si l'on observe que l'air chaud qui provient de l'appareil tend toujours à monter directement au plafond, qu'il y soit ou non conduit par une enveloppe fermée, on comprendra que rien n'est plus facile que d'utiliser au développement des surfaces de chauffe tout ou partie de l'espace vertical situé au-dessus de la surface que cet appareil occupe sur le sol.

L'appareil se composera ainsi d'un foyer et d'une surface de chauffe placée au-dessus, le tout enfermé dans une enveloppe peu conduc;rice ouverte à la partie haute pour laisser échapper l'air chaud qu'elle contient.

Il sera muni d'une ou, mieux, de deux prises d'air extérieur, percées sur les faces opposées du bâtiment.

Pour le premier étage, où les classes sont ordinairement situées, ces prises d'air pourront être en général pratiquées directement dans l'épaisseur des planchers et à travers les murs extérieurs lorsque les rues ou les cours voisines présenteront de bonnes conditions de salubrité ; mais lorsque les classes ou salles d'asile seront à rez-de-chaussée, les prises d'air prenant accès près du sol et des ruisseaux pourraient donner lieu à des entrées d'air chargé d'odeurs incommodes ou de miasmes insalubres ; dans ce cas, il sera utile de reporter les prises à une certaine hauteur, en des points présentant les meilleures conditions de salubrité.

Telles sont les dispositions à prendre pour assurer le chauffage et l'introduction dans les classes de l'air pur venant du dehors.

Pour enlever régulièrement l'air vicié par chaque élève, il faudra établir des bouches de départ en aussi grand nombre que possible communiquant avec une canalisation réservée dans l'épaisseur même du plancher et aboutissant à une cheminée d'appel.

Pour assurer une bonne répartition, il convient que chaque groupe de quatre élèves soit pourvu d'une bouche de départ. La forme et la disposition de ces bouches demanderont une étude attentive pour ne gêner ni le balayage ni la circulation d'air sous les tables.

Les divers branchements de la canalisation dans le plan-

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cher se raccorderont avec les conduits principaux par des coudes arrondis pour aboutir enfin à la base de la cheminée d'appel, large conduit vertical qui, traversant le bâtiment dans toute sa hauteur, débouchera hors comble et sera recouvert d'un chapeau.

Pour que cette cheminée d'appel fonctionne régulièrement, il faut chauffer l'air qu'elle contient afin de lui donner une vitesse d'ascension qui soit autant que possible à l'abri des influences du vent, et le moyen le plus simple pour cela consiste à placer au milieu de cette cheminée le tuyau de fumée de l'appareil de chauffage.

Comme le tirage d'une cheminée augmente avec sa hauteur, on comprend qu'il sera utile de faire entrer le tuyau de fumée dans la cheminée d'appel au point le plus bas, c'est-à-dire près du plancher de la classe ; la circulation de la fumée devra donc être disposée de telle façon que le départ ait lieu finalement par le bas ; toutefois, comme il pourrait se faire que l'allumage fût rendu difficile par une telle disposition, il faudra ménager un moyen facile de mise en marche, par exemple, une clef de réglage, dite clef de pompe d'appel.

Les dimensions à donner aux différentes parties des appareils dépendront, nous l'avons dit, de la nature même des constructions ; elles pourront, en général, être comprises entre les- chiffres indiqués ci-après :

Centimètres carrés par élève.

i° Section libre de prises d'air extérieur de 35 à 45

20 Section libre du canal vertical d'air chaud et des bouches d'arrivée au plafond de . : . . 35 à 45

3° Section libre des bouches de départ sous le

parquet de 60 à 80

4° Section de la canalisation dans le plancher de 40 à 60

50 Section de la cheminée d'appel de . . . 30 à 40

6° Surface de chauffe pour les classes cubant 4 mètres cubes par élève, suivant les conditions de déperdition plus ou moins grande de chaleur à travers les parois et surtout les parties vitrées et le plafond de 400 à 800

Si dans les appareils il est employé des surfaces de chauffe à nervures, celles-ci ne devront jamais être comptées pour leur développement extérieur réel, mais seulement pour une fraction de ce développement, fraction qu'il n'est pas possible d'indiquer exactement aujourd'hui, aucune expérience scientifique n'ayant encore déterminé le coefficient de transmission de la chaleur dans les appareils de cette nature.

La commission de chauffage et de ventilation s'occupa une autre fois des inconvénients que présentaient les poêles pour le chauffage des écoles et des avantages que pourraient au contraire offrir les calorifères.

Le procès-verbal de cette séance 1 est utile à connaître.

Les écoles dans lesquelles les expériences de la

commission de chauffage ont été exécutées sont toutes trois chauffées au moyen de poêles, nous avons été frappé des inconvénients multiples qui résultent du transport journalier du charbon dans chacune des classes.

(1) 9 juin 1879. /

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Le premier consiste dans la difficulté même de ce service et dans le temps relativement fort long qu'il exige. Si Ton considère qu'aucun agent spécial ou suffisamment rétribué n'est chargé du montage du charbon et de l'allumage des poêles, on se rendra compte que par une pente toute naturelle qui découle de la nécessité d'assurer ce service, les enfants peuvent se trouver quelquefois chargés de descendre à la cave et de monter le charbon. Nous n'insisterons pas sur tout ce qu'un pareil système a de défectueux.

Le dernier inconvénient est relatif au défaut de propreté que ce procédé entraîne, il n'est pas de jour qu'on ne remonte du charbon dans l'escalier ou dans les couloirs et que la poussière répandue sur le sol ne soit bien vite portée dans toutes les parties où l'on circule.

Le troisième inconvénient de cette multiplicité des feux qui se chiffre par le nombre même des classes, c'est que leur allumage et leur entretien se font très-irrégulièrement, de sorte que tel appareil qui en marche normale donne d'excellents résultats pourra être réputé détestable lorsqu'il sera mal conduit.

Delà des plaintes nombreuses dont les causes apparentes ne sont pas toujours les causes réelles.

Ces observations ont conduit la commission de chauffage et de ventilation à se demander s'il ne serait pas préférable à plus d'un point de vue que les maisons d'école fussent chauffées par un calorifère de caves ; il est certain qu'on éviterait ainsi la multiplicité des feux, leur mauvais entretien et tous les inconvénients que nous avons énumérés au sujet du montage du charbon.

Nous pensons en effet qu'il serait utile d'étudier un ou plusieurs projets de chauffage d'écoles au moyen de calori-

fères de caves, en ayant soin de conduire cette étude de manière que la ventilation soit aussi bien assurée que le chauffage : nous y verrions cet autre avantage que la ventilation d'été pourrait être obtenue sans chauffer les classes, ce qui ne peut exister par l'emploi des poêles actuels.

Voici maintenant comment ont pu être appliquésles principes, relatifs au chauffage au moyen de poêles.

Le point de départ était d'assurer le chauffage et la ventilation d'un groupe scolaire de 1200 élèves : les calculs qui suivent sont établis pour une classe contenant 72 1 élèves chauffée par un poêle desservi par la galerie de communication, de façon à ce que l'allumage ou l'extinction du feu se fasse sans causer de dérangement pendant les heures de travail.